ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ БАГАТОКОМПОНЕНТНІ ВИСОКОЛЕГОВАНІ СПЛАВИ СИСТЕМИ Al–Si–Cu–Ni–Zn
The work is devoted to the investigation of experimental multicomponent high-alloyed alloys of the Al–Si–Cu–Ni–Zn system during the transition from a high-entropy to a low-entropy state achieved by varying the aluminum content. The aim of the study was to obtain alloys that could be prepared in resi...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/310 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Institution
Casting Processes| _version_ | 1859963290678984704 |
|---|---|
| author | Ліхацький, І.Ф. |
| author_facet | Ліхацький, І.Ф. |
| author_sort | Ліхацький, І.Ф. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-17T17:45:51Z |
| description | The work is devoted to the investigation of experimental multicomponent high-alloyed alloys of the Al–Si–Cu–Ni–Zn system during the transition from a high-entropy to a low-entropy state achieved by varying the aluminum content. The aim of the study was to obtain alloys that could be prepared in resistance furnaces without a protective atmosphere at melt temperatures up to 1000 °C, while maintaining mixing entropy values close to those of high-entropy alloys. The study established the regularities of microstructure formation, phase composition, microhardness of structural constituents, and fluidity of the alloys depending on chemical composition. According to scanning electron microscopy and local EDX analysis, the high-entropy alloy with a nearly equiatomic composition is characterized by a complex multiphase microstructure. The transition from an equiatomic composition to excess aluminum content changes the microstructure type from coarse-grained heterogeneous to a refined heterogeneous structure with a high dispersion of constituents, dominated by the formation of high-temperature intermetallics β+β′ (CuZn), Ni4Al3Si4, and B2-Al (CuNi), primary silicon, and a minor amount of aluminum-based solid solution. It is also shown that an increase in aluminum concentration is accompanied by a decrease in melting temperature, an increase in alloy fluidity, and a reduction in the fraction of coarse intermetallic phases. The matrix in the low-entropy alloy exhibits anomalously high microhardness values (up to 490 HV) due to the high degree of alloying of the aluminum solid solution and the presence of a large number of dispersed, evenly distributed intermetallics throughout the alloy volume. It is shown that the dominant factor in the structure and phase formation in the considered alloys is the enthalpic contribution, while the entropic effect has a limited stabilizing character, which is consistent with the experimentally established multiphase state of the alloys. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:41:16Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.localhost:article-310 |
| institution | Casting Processes |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-18T02:00:19Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.localhost:article-3102026-03-17T17:45:51Z Al–Si–Cu–Ni–Zn EXPERIMENTAL MULTICOMPONENT HIGH-ALLOYED ALLOYS ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ БАГАТОКОМПОНЕНТНІ ВИСОКОЛЕГОВАНІ СПЛАВИ СИСТЕМИ Al–Si–Cu–Ni–Zn Ліхацький, І.Ф. багатокомпонентні високолеговані сплави високоентропійні сплави мікроструктура фазовий склад мікротвердість ливарні властивості multicomponent high-alloyed alloys high-entropy alloys microstructure phase composition microhardness casting properties The work is devoted to the investigation of experimental multicomponent high-alloyed alloys of the Al–Si–Cu–Ni–Zn system during the transition from a high-entropy to a low-entropy state achieved by varying the aluminum content. The aim of the study was to obtain alloys that could be prepared in resistance furnaces without a protective atmosphere at melt temperatures up to 1000 °C, while maintaining mixing entropy values close to those of high-entropy alloys. The study established the regularities of microstructure formation, phase composition, microhardness of structural constituents, and fluidity of the alloys depending on chemical composition. According to scanning electron microscopy and local EDX analysis, the high-entropy alloy with a nearly equiatomic composition is characterized by a complex multiphase microstructure. The transition from an equiatomic composition to excess aluminum content changes the microstructure type from coarse-grained heterogeneous to a refined heterogeneous structure with a high dispersion of constituents, dominated by the formation of high-temperature intermetallics β+β′ (CuZn), Ni4Al3Si4, and B2-Al (CuNi), primary silicon, and a minor amount of aluminum-based solid solution. It is also shown that an increase in aluminum concentration is accompanied by a decrease in melting temperature, an increase in alloy fluidity, and a reduction in the fraction of coarse intermetallic phases. The matrix in the low-entropy alloy exhibits anomalously high microhardness values (up to 490 HV) due to the high degree of alloying of the aluminum solid solution and the presence of a large number of dispersed, evenly distributed intermetallics throughout the alloy volume. It is shown that the dominant factor in the structure and phase formation in the considered alloys is the enthalpic contribution, while the entropic effect has a limited stabilizing character, which is consistent with the experimentally established multiphase state of the alloys. Роботу присвячено дослідженням експериментальних багатокомпонентних високолегованих сплавів системи Al–Si–Cu–Ni–Zn при переході від високоентропійного до низькоентропійного стану, що досягалося шляхом варіювання вмісту алюмінію. Метою дослідження було одержання сплавів, які можна було б приготувати в печах опору без захисної атмосфери при температурах одержання розплаву до 1000 °С, при тому що сплави за своїми значеннями ентропії змішування наближалися б до високоентропійних. Встановлювали закономірності формування мікроструктури, фазового складу, мікротвердості структурних складових та рідкоплинності сплавів залежно від хімічного складу. За результатами сканувальної електронної мікроскопії та локального EDX-аналізу встановлено, що високоентропійний сплав із майже еквіатомним складом характеризується складною багатофазною мікроструктурою. Перехід від еквіатомного складу до надлишкового вмісту алюмінію змінює тип мікроструктури від крупнозернистої неоднорідної до гетерогенної структури з високою дисперсністю складових, у якій домінує утворення високотемпературних інтерметалідів β+β’ (CuZn), Ni4Al3Si4 та В2-Al(CuNi), первинного кремнію та незначної кількості твердого розчину на основі алюмінію. Також показано, що зростання концентрації алюмінію супроводжується зниженням температури плавлення та підвищенням рідкоплинності сплавів і зменшенням частки грубих інтерметалідних фаз. Матриця в низькоентропійному сплаві демонструє аномально високі значення мікротвердості (до 490 HV) завдяки високому ступеню легування алюмінієвого твердого розчину та присутності великої кількості дисперсних рівномірно розподілених інтерметалідів у всьому об’ємі сплаву. Показано, що в розглянутих сплавах домінуючим фактором структуро- та фазоутворення виступає ентальпійний внесок, тоді як ентропійний ефект має обмежений стабілізуючий характер, що узгоджується з експериментально встановленим багатофазним станом сплавів. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2026-03-17 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/310 10.15407/plit2026.01.051 Casting processes; Casting processes №1 (163) 2026; 51-60 Процеси лиття; Процеси лиття №1 (163) 2026; 51-60 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/310/314 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | багатокомпонентні високолеговані сплави високоентропійні сплави мікроструктура фазовий склад мікротвердість ливарні властивості Ліхацький, І.Ф. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ БАГАТОКОМПОНЕНТНІ ВИСОКОЛЕГОВАНІ СПЛАВИ СИСТЕМИ Al–Si–Cu–Ni–Zn |
| title | ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ БАГАТОКОМПОНЕНТНІ ВИСОКОЛЕГОВАНІ СПЛАВИ СИСТЕМИ Al–Si–Cu–Ni–Zn |
| title_alt | Al–Si–Cu–Ni–Zn EXPERIMENTAL MULTICOMPONENT HIGH-ALLOYED ALLOYS |
| title_full | ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ БАГАТОКОМПОНЕНТНІ ВИСОКОЛЕГОВАНІ СПЛАВИ СИСТЕМИ Al–Si–Cu–Ni–Zn |
| title_fullStr | ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ БАГАТОКОМПОНЕНТНІ ВИСОКОЛЕГОВАНІ СПЛАВИ СИСТЕМИ Al–Si–Cu–Ni–Zn |
| title_full_unstemmed | ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ БАГАТОКОМПОНЕНТНІ ВИСОКОЛЕГОВАНІ СПЛАВИ СИСТЕМИ Al–Si–Cu–Ni–Zn |
| title_short | ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ БАГАТОКОМПОНЕНТНІ ВИСОКОЛЕГОВАНІ СПЛАВИ СИСТЕМИ Al–Si–Cu–Ni–Zn |
| title_sort | експериментальні багатокомпонентні високолеговані сплави системи al–si–cu–ni–zn |
| topic | багатокомпонентні високолеговані сплави високоентропійні сплави мікроструктура фазовий склад мікротвердість ливарні властивості |
| topic_facet | багатокомпонентні високолеговані сплави високоентропійні сплави мікроструктура фазовий склад мікротвердість ливарні властивості multicomponent high-alloyed alloys high-entropy alloys microstructure phase composition microhardness casting properties |
| url | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/310 |
| work_keys_str_mv | AT líhacʹkijíf alsicuniznexperimentalmulticomponenthighalloyedalloys AT líhacʹkijíf eksperimentalʹníbagatokomponentnívisokolegovanísplavisistemialsicunizn |