Конференції
  1. Головна
  2. Структура
  3. Фізичне матеріалознавство та фізика міцності
  4. 08. Відділ фазових перетворень
  5. Вербило Д.Г.
  6. Публікація

Залежність дисторсії ґраток від температури в сплаві CrCoNiFeMn

М.І.Луговий*,
 
Д.Г.Вербило,
 
М.П.Бродніковський
 

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , Київ
nil2903@gmail.com
Usp. materialozn. 2024, 8/9:13-29
https://doi.org/10.15407/materials2024.08-09.002

Анотація

За допомогою комп’ютерного моделювання досліджено залежність середньої дисторсії кристалічних ґраток від температури в багатокомпонентному сплаві CrCoNiFeMn. Особливості цієї залежності зумовлені температурними залежностями міжатомних відстаней і модулів пружності, які визначаються ангармонізмом взаємодії між атомами, тобто асиметрією функції міжатомного потенціалу відносно її мінімуму. Показано, що існують такі залежності міжатомних відстаней і модулів пружності від температури для атомів компонентів всередині сплаву, для яких середня дисторсія кристалічних ґраток збільшується з температурою і може компенсувати зменшення модуля зсуву.


Завантажити повний текст

БАГАТОКОМПОНЕНТНИЙ СПЛАВ, ДИСТОРСІЯ ҐРАТОК, ТВЕРДИЙ РОЗЧИН, ТЕМПЕРАТУРА

Посилання

1. Miracle D.B., Senkov O.N. A critical review of high entropy alloys and related concepts. Acta Mater. 2017. Vol. 122. P. 448—511. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.08.081

2. George E.P., Curtin W.A., Tasan C.C. High entropy alloys: A focused review of mechanical properties and deformation mechanisms. Acta Mater. 2020. Vol. 188. P. 435—474. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.12.015

3. Lugovy M., Slyunyayev V., Brodnikovskyy M. Solid solution strengthening in multicomponent fcc and bcc alloys: Analytical approach. Progress in Natural Science: Mater. Int. 2021. Vol. 31. P. 95—104. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2020.11.006

4. Луговий М.І., Вербило Д.Г., Бродніковський М.П. Моделювання поля зсувних напружень в площині ковзання в твердому розчині заміщення. Успіхи матеріалознавства. 2021. № 3. С. 24—37. https://doi.org/10.15407/materials2021.03.024

5. Nabarro F. Solution and precipitation hardening. In P. Hirsch (Author). The Physics of Metals. Cambridge: Cambridge University Press, 1976. P. 152— 188. https://doi.org/10.1017/CBO9780511760020.007

6. Labusch R. Physical aspects of precipitation- and solid solution-hardening. Czech. J. Phys. 1981. Vol. 31. P. 165—176. https://doi.org/10.1007/BF01959439

7. Varvenne C., Luque A., Curtin W.A. Theory of strengthening in fcc high entropy alloys. Acta Mater. 2016. Vol. 118. P. 164—176.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.040

8. Varvenne C., Leyson G.P.M., Ghazisaeidi M., Curtin W.A. Solute strengthening in random alloys. Acta Mater. 2017. Vol. 124. P. 660—683. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.09.046

9. Nöhring W.G., Curtin W.A. Correlation of microdistortions with misfit volumes in High Entropy Alloys. Scripta Mater. 2019. Vol. 168. P. 119—123. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2019.04.012

10. Bracq G., Laurent-Brocq M., Varvenne C., Perrière L., Curtin W.A., Joubert J.-M., Guillot I. Combining experiments and modeling to explore the solid solution streng-thening of high and medium entropy alloys. Acta Mater. 2019. Vol. 177. P. 266—279. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.06.050

11. Zaiser M. Dislocation motion in a random solid solution. Philos. Mag. A. 2002. Vol. 82, No. 15. P. 2869—2883. https://doi.org/10.1080/01418610208240071

12. Zhai J.-H., Zaiser M. Properties of dislocation lines in crystals with strong atomic-scale disorder. Mater. Sci. Engineering: A. 2019. Vol. 740—741. P. 285—294. https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.10.010

13. Pasianot R., Farkas D. Atomistic modeling of dislocations in a random quinary high-entropy alloy. Comp. Mater. Sci. 2020. Vol. 173. P. 109366. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2019.109366

14. Луговий М.І., Слюняєв В.М., Бродніковський М.П., Фірстов С.О. Розрахунок твердорозчинного зміцнення багатокомпонентних жароміцних сплавів. Электронная микроскопия и прочность материалов. 2017. Вып. 23. С. 3—9.

15. Луговой Н.И., Слюняев В.Н., Бродниковский Н.П. Принцип аддитивности термической и атермической компонент твердорастворного упрочнения в многокомпонентных сплавах. Электронная микроскопия и прочность материалов. 2019. Вып. 25. С. 26—34.

16. Луговий М.І., Вербило Д.Г., Бродніковський М.П. Форма лінії дислокації в полі стохастичних зсувних напружень. Успіхи матеріалознавства. 2021. № 2. С. 19—34. https://doi.org/10.15407/materials2021.02.019

17. Луговий М.І., Вербило Д.Г., Бродніковський М.П. Дві компоненти поля зсувних напружень в площині ковзання в багатокомпонентних сплавах. Успіхи матеріалознавства. 2022. № 4/5. С. 12—24. https://doi.org/10.15407/materials2022.04-05.012

18. Луговий М.І., Вербило Д.Г., Бродніковський М.П. Еволюція форми лінії дислокації в багатокомпонентному сплаві під навантаженням. Успіхи матеріалознавства.. 2022. № 4/5. С. 36—50. https://doi.org/10.15407/materials2022.04-05.036

19. Фірстов С.О., Рогуль Т.Г. “Плато” на температурній залежності критичного напруження зсуву в бінарних і полікомпонентних твердих розчинах та в чистих металах. Металофіз. новітні технології. 2022. Т. 44. С. 127—140. https://doi.org/10.15407/mfint.44.01.0127

20. Podolskiy A.V., Tabachnikova E.D., Voloschuk V.V., Gorban V.F., Krapivka N.A., Firstov S.A. Mechanical properties and thermally activated plasticity of the Ti30Zr25Hf15Nb20Ta10 high entropy alloy at temperatures 4.2—350 K. Mater. Sci. Engineering: A. 2018. Vol. 710. P. 136—141. https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.10.073

21. Фирстов С.А., Рогуль Т.Г., Крапивка Н.А., Чугунова С.И. Термоактивационный анализ температурной зависимости напряжения течения в твёрдых растворах с ОЦК решеткой. Металофіз. новітнітехнології. 2018. Т. 40. С. 219—234. https://doi.org/10.15407/mfint.40.02.0219

22. Фирстов С.А., Рогуль Т.Г. Термоактивационный анализ температурной зависимости напряжения течения в твёрдых растворах с ГЦК решеткой. Металофіз. новітні технології. 2017. Т. 39. С. 33—48. https://doi.org/10.15407/mfint.39.01.0033

23. Okamoto N.L., Yuge K., Tanaka K., Inui H., & George E.P. Atomic displacement in the CrMnFeCoNi high-entropy alloy — A scaling factor to predict solid solution strengthening. AIP Advances. 2016. Vol. 6. P. 125008. https://doi.org/10.1063/1.4971371

24. Toda-Caraballo I., Wrobel J.S., Dudarev S.L., Nguyen-Manh D., Rivera-Diazdel-Castillo P.E. Interatomic spacing distribution in multicomponent alloys. Acta Mater. 2015. Vol. 97. P. 156—169. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.07.010

25. Feynman R.P. Statistical mechanics: A set of lectures. Boca Raton: CRC Press, 1998. 372 р. https://doi.org/10.1201/9780429493034

26. Zakarian D., Khachatrian A., Firstov S. Universal temperature dependence of Young’s modulus. Metal Powder Report. 2019. Vol. 74, No. 4. P. 204—206. https://doi.org/10.1016/j.mprp.2018.12.079

27. Фірстов С.О., Луговський Ю.Ф. Температурні залежності модуля Юнга металів з різними кристалічними ґратками у широкому діапазоні температур. Успіхи матеріалознавства. 2023. No. 6. С. 3—14. https://doi.org/10.15407/materials2023.06.003

28. Фирстов С.А., Саржан Г.Ф. О температурной зависимости коэффициента диффузии. Электронная микроскопия и прочность материалов. 2014. Вып. 20. С. 71—75. 29. Varshni Y.P. Temperature dependence of the elastic constants. Phys. Rev. B. 1970. Vol. 2. P. 3952—3958. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.2.3952

30. Wachtman J.B., Jr., Tefft W.E., Lam D.G., Jr., Apstein C.S. Exponential temperature dependence of Young's modulus for several oxides. Phys. Rev. 1961. Vol. 122. P. 1754. https://doi.org/10.1103/PhysRev.122.1754

31. Labusch R. A statistical theory of solid solution hardening. Phys. Stat. Sol. 1970. Vol. 41. P. 659—669. https://doi.org/10.1002/pssb.19700410221

32. Touloukian Y.S., Kirky R.K., Taylor R.E., Desai P.D. Thermophysical properties of matter, Thermal expansion: Metallic elements and alloys, TPRC Data Books. New York: Plenum Press, 1975, 1421 p. https://doi.org/10.1007/978-1- 4757-1622-1

33. Laplanche G., Gadaud P., Horst O., Otto F., Eggeler G., George E.P. Temperature dependencies of the elastic moduli and thermal expansion coefficient of an equiatomic, single-phase CoCrFeMnNi high-entropy alloy. J. Alloys Comp. 2015. Vol. 623. P. 348—353. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.11.061

Публікації