CoCrFeNi dia toratelo (fcc) avo-entropy avo lenta (HEA) manana ductility tsara nefa voafetra ny tanjaka.Ny fifantohana amin'ity fandalinana ity dia ny fanatsarana ny fifandanjana amin'ny tanjaka sy ny ductility amin'ny HEA toy izany amin'ny alàlan'ny fampitomboana ny habetsaky ny SiC amin'ny fampiasana ny fomba fandoroana arc.Voamarina fa ny fisian'ny chromium ao amin'ny fototra HEA dia miteraka ny fanimbana ny SiC mandritra ny fandoroana.Noho izany, ny fifandraisan'ny karbaona maimaim-poana amin'ny chromium dia mitarika amin'ny fananganana karbida chromium in situ, raha ny silisiôma maimaim-poana kosa dia mijanona amin'ny vahaolana ao amin'ny fototra HEA ary / na mifandray amin'ireo singa mandrafitra ny fototra HEA mba hamorona silicides.Rehefa mitombo ny votoatin'ny SiC, dia miova ny dingan'ny microstructure amin'ny filaharana manaraka: fcc → fcc + eutectic → fcc + chromium carbide flakes → fcc + chromium carbide flakes + silicide → fcc + chromium carbide flakes + silicide + graphite balls / graphite flakes.Ny fitambarana vokarina dia mampiseho karazana mekanika be dia be (mamokatra tanjaky ny 277 MPa amin'ny elongation mihoatra ny 60% ka hatramin'ny 2522 MPa amin'ny 6% elongation) raha oharina amin'ny alloy mahazatra sy ny alloys avo entropy.Ny sasany amin'ireo fitambarana entropy avo lenta novolavolaina dia mampiseho fampifangaroana tsara amin'ny toetra mekanika (hery mamokatra 1200 MPa, elongation 37%) ary mibodo faritra tsy azo tratrarina teo aloha amin'ny diagrama fampitomboana ny adin-tsaina.Ho fanampin'ny elongation miavaka, ny hamafin'ny sy ny tanjaky ny famokarana HEA dia mitovy amin'ny solomaso metaly betsaka.Noho izany, inoana fa ny fivoaran'ny composite avo lenta dia afaka manampy amin'ny fampifangaroana tsara ny toetra mekanika ho an'ny fampiharana ara-drafitra mandroso.
Ny fampivoarana ny alloy entropy avo dia hevitra vaovao mampanantena amin'ny metallurgy1,2.High entropy alloys (HEA) dia naneho tamin'ny tranga maromaro ny fampifangaroana tsara ny toetra ara-batana sy mekanika, anisan'izany ny fahamarinan-toerana mafana avo lenta3,4 superplastic elongation5,6 fanoherana ny harerahana7,8 fanoherana ny harafesina9,10,11, fanoherana tsara indrindra12,13,14 ,15 sy tribological properties15 ,16,17 na dia amin'ny hafanana ambony18,19,20,21,22 sy ny toetra mekanika amin'ny hafanana ambany23,24,25.Ny fampifangaroana tsara amin'ny toetra mekanika ao amin'ny HEA dia matetika mifandray amin'ny fiantraikany lehibe efatra, dia ny entropy avo lenta26, ny fikorontanan'ny lattice27, ny diffusion miadana28 ary ny vokatry ny cocktail29.Ny HEA dia sokajiana ho karazana FCC, BCC ary HCP.FCC HEA mazàna dia misy singa tetezamita toy ny Co, Cr, Fe, Ni ary Mn ary mampiseho ductility tena tsara (na dia amin'ny mari-pana ambany 25 aza) nefa kely hery.Ny BCC HEA dia matetika ahitana singa avo lenta toy ny W, Mo, Nb, Ta, Ti ary V ary manana tanjaka avo dia avo nefa ambany ny ductility ary tanjaka manokana ambany30.
Ny fanovana microstructural an'ny HEA mifototra amin'ny machining, fanodinana thermomechanika ary ny fampidirana singa dia nodinihina mba hahazoana ny fitambarana tsara indrindra amin'ny toetra mekanika.Ny CoCrFeMnNi FCC HEA dia iharan'ny fiovaovan'ny plastika mafy amin'ny alàlan'ny tosidra avo lenta, izay mitarika amin'ny fitomboan'ny hamafin'ny (520 HV) sy ny tanjaka (1950 MPa), fa ny fivoaran'ny microstructure nanocrystalline (~ 50 nm) dia mahatonga ny firaka brittle31 .Hita fa ny fampidirana ny twinning ductility (TWIP) sy ny transformation induced plasticity (TRIP) ao amin'ny CoCrFeMnNi HEAs dia manome ny fahamendrehana tsara amin'ny asa izay miteraka ductility avo lenta, na dia eo aza ny sandan'ny tanjaky ny hery.Eo ambany (1124 MPa) 32. Ny fiforonan'ny microstructure misy sosona (misy sosona manify deforme sy fototra tsy misy endrika) ao amin'ny CoCrFeMnNi HEA amin'ny fampiasana tifitra peening dia niteraka fitomboan'ny hery, saingy io fanatsarana io dia voafetra ho 700 MPa33 eo ho eo.Amin'ny fitadiavana fitaovana miaraka amin'ny fampifangaroana tsara indrindra amin'ny tanjaka sy ny ductility, dia nohadihadiana ihany koa ny fivoaran'ny HEA multiphase sy HEA eutektika amin'ny fampiasana singa tsy isoatomika34,35,36,37,38,39,40,41.Eny tokoa, hita fa ny fizarana tsara kokoa ny dingana mafy sy malefaka amin'ny eutectic avo-entropy alloys dia mety hitarika ho amin'ny fampifangaroana tsara kokoa ny tanjaka sy ny ductility35,38,42,43.
Ny rafitra CoCrFeNi dia singa tokana FCC avo lenta avo lenta.Ity rafitra ity dia mampiseho toetra manamafy ny asa haingana44 sy ductility tsara45,46 amin'ny mari-pana ambany sy ambony.Ezaka isan-karazany no natao mba hanatsarana ny tanjany somary ambany (~300 MPa)47,48 ao anatin'izany ny fanadiovana voa25, microstructure heterogène49, rotsak'orana50,51,52 ary ny plastika vokatry ny fanovana (TRIP)53.Ny fanadiovana voa amin'ny HEA CoCrFeNi mifototra amin'ny tarehy amin'ny alàlan'ny sary mangatsiaka amin'ny toe-javatra mafy dia mampitombo ny hery avy amin'ny 300 MPa47.48 ka hatramin'ny 1.2 GPa25, fa mampihena ny fahaverezan'ny ductility mihoatra ny 60% ka hatramin'ny 12.6%.Ny fampidirana Al amin'ny HEA an'ny CoCrFeNi dia niteraka fiforonan'ny microstructure heterogène, izay nampitombo ny tanjaky ny vokatra ho 786 MPa ary ny halavany mifandraika amin'ny 22%49 eo ho eo.Nampiana ny CoCrFeNi HEA miaraka amin'ny Ti sy Al mba hamorona rotsak'orana, ka mahatonga ny fanamafisana ny rotsak'orana, mampitombo ny tanjaky ny vokatra ho 645 MPa ary ny elongation ho 39%51.Ny mekanika TRIP (fanovàna martensitika hexahedral → hexahedral) sy ny kambana dia nampitombo ny tanjaky ny CoCrFeNi HEA ho 841 MPa ary ny elongation amin'ny fiatoana ho 76%53.
Ezahina ihany koa ny manampy fanamafisana seramika amin'ny matrice cubic mifototra amin'ny HEA mba hamolavola fitambarana entropy avo lenta izay afaka mampiseho fitambarana matanjaka sy ductility tsara kokoa.Ny composites misy entropy avo dia nokarakarain'ny vacuum arc melting44, alloying mekanika45,46,47,48,52,53, sintering plasma spark46,51,52, vacuum hot pressing45, hot isostatic pressing47,48 ary ny fampivoarana ny fizotran'ny famokarana additive43, 50.Carbides, oxides ary nitrides toy ny WC44, 45, 46, Al2O347, SiC48, TiC43, 49, TiN50 ary Y2O351 dia nampiasaina ho fanamafisana seramika amin'ny fampivoarana ny fitambarana HEA.Ny fisafidianana ny matrice HEA sy seramika mety dia zava-dehibe indrindra rehefa mamolavola sy mamolavola fitambarana HEA matanjaka sy maharitra.Amin'ity asa ity, ny CoCrFeNi dia voafidy ho fitaovana matrix.Ny habetsahan'ny SiC isan-karazany dia nampiana tao amin'ny CoCrFeNi HEA ary nodinihina ny fiantraikany amin'ny microstructure, ny firafitry ny dingana ary ny toetra mekanika.
Ny metaly avo lenta Co, Cr, Fe, ary Ni (99.95 wt%) ary vovoka SiC (99% madio, habe -400 mesh) amin'ny endrika singa fototra dia nampiasaina ho akora ho an'ny famoronana HEA composites.Ny firafitry ny isoatomika amin'ny CoCrFeNi HEA dia napetraka voalohany tao anaty lasitra varahina rano mangatsiaka, ary avy eo dia nafindra tany amin'ny 3·10-5 mbar ny efitrano.Ny entona argon madio indrindra dia nampidirina mba hahatratrarana ny banga ilaina amin'ny fandoroana arc amin'ny electrodes tungstène tsy azo ampiasaina.Ny ingot vokatra dia avadika ary averina in-dimy mba hahazoana antoka ny homogeneity tsara.Ny fitambarana entropy avo lenta amin'ny fitambarana isan-karazany dia nomanina tamin'ny alalan'ny fampidirana SiC maromaro amin'ireo bokotra CoCrFeNi equiatomic vokatr'izany, izay nohavaozina indray tamin'ny alàlan'ny fanodikodinana dimy heny sy ny famerenana indray isaky ny tranga.Ny bokotra voavolavola avy amin'ny composite vokatr'izany dia notapatapahina tamin'ny fampiasana EDM ho an'ny fitsapana sy ny famaritana bebe kokoa.Ny santionany amin'ny fandalinana microstructural dia nomanina araka ny fomba metallografika mahazatra.Voalohany, ny santionany dia nodinihina tamin'ny alàlan'ny mikraoskaopy maivana (Leica Microscope DM6M) miaraka amin'ny rindrambaiko Leica Image Analysis (LAS Phase Expert) ho an'ny famakafakana ny dingan'ny quantitative.Sary telo nalaina tany amin'ny faritra samihafa miaraka amin'ny totalin'ny 27,000 µm2 no nofantenana ho an'ny famakafakana dingana.Ny fandalinana microstructural amin'ny antsipiriany bebe kokoa, ao anatin'izany ny famakafakana simika sy ny famakafakana fizarana singa, dia natao tamin'ny mikraoskaopy electron scanning (JEOL JSM-6490LA) misy rafitra famakafakana angovo dispersive spectroscopy (EDS).Ny famaritana ny firafitry ny kristaly ny HEA composite dia natao tamin'ny fampiasana ny X-ray diffraction system (Bruker D2 phase shifter) mampiasa loharano CuKα amin'ny haben'ny dingana 0.04 °.Ny fiantraikan'ny fiovan'ny microstructural amin'ny toetra mekanika amin'ny composites HEA dia nodinihina tamin'ny fampiasana fitsapana microhardness Vickers sy fitsapana fanerena.Ho an'ny fitsapana hamafin'ny, ny enta-mavesatra 500 N dia ampiharina mandritra ny 15 segondra amin'ny fampiasana indentations 10 farafahakeliny isaky ny santionany.Ny fitsapana famatrarana ny HEA composites amin'ny mari-pana amin'ny efitrano dia natao tamin'ny santionany mahitsizoro (7 mm × 3 mm × 3 mm) tamin'ny milina fitiliana iraisam-pirenena Shimadzu 50KN (UTM) tamin'ny taham-pitsapana voalohany 0.001/s.
Ny fitambarana entropy avo, izay antsoina avy eo hoe santionany S-1 hatramin'ny S-6, dia nomanina tamin'ny fampidirana 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, ary 17% SiC (lanjany rehetra%) amin'ny matrix CoCrFeNi .tsirairay avy.Ny santionan'ny fanondroana izay tsy nampiana SiC dia antsoina avy eo hoe santionany S-0.Ny micrographs optique amin'ny composites HEA novolavolaina dia aseho amin'ny sary.1, izay, noho ny fanampim-panampiana isan-karazany, ny microstructure micro-phase tokana an'ny CoCrFeNi HEA dia niova ho microstructure misy dingana maro miaraka amin'ny morphologie, habe ary fizarana samihafa.Ny habetsahan'ny SiC ao amin'ny composition.Ny habetsaky ny dingana tsirairay dia nofaritana tamin'ny famakafakana sary tamin'ny fampiasana rindrambaiko LAS Phase Expert.Ny sisiny amin'ny sary 1 (ambony havanana) dia mampiseho faritra iray ho an'ity fanadihadiana ity, ary koa ny ampahany amin'ny faritra ho an'ny singa tsirairay.
Mikrôgrafia optique amin'ny fitambarana avo-entropy novolavolaina: (a) C-1, (b) C-2, (c) C-3, (d) C-4, (e) C-5 ary (f) C- 6.Ny inset dia mampiseho ohatra iray amin'ny valin'ny famakafakana dingana mifototra amin'ny sary amin'ny fampiasana ny rindrambaiko LAS Phase Expert.
Araka ny asehon’ny sary.1a, microstructure eutektika miforona eo anelanelan'ny volume matrix amin'ny fitambaran'ny C-1, izay tombanana ho 87,9 ± 0,47% ary 12,1% ± 0,51% ny habetsaky ny matrix sy ny eutektika.Ao amin'ny composite (C-2) aseho amin'ny sary 1b, dia tsy misy famantarana ny fanehoan-kevitra eutektika mandritra ny fanamafisana, ary ny microstructure iray hafa tanteraka amin'ny an'ny C-1 composite dia hita.Ny microstructure amin'ny C-2 composite dia somary tsara ary misy takelaka manify (carbide) mizara mitovy amin'ny dingana matrix (fcc).Tombanana ho 72 ± 1,69% ary 28 ± 1,69% ny ampahany amin'ny matrices sy carbide.Ho fanampin'ny matrice sy carbide, dia nisy dingana vaovao (silicide) hita tao amin'ny composite C-3, araka ny aseho amin'ny sary 1c, izay tombanana eo amin'ny 26.5% eo ho eo ny ampahany amin'ny silicide, carbide ary matrix toy izany. 0,41%, 25,9 ± 0,53, ary 47,6 ± 0,34.Ny dingana vaovao iray hafa (graphite) koa dia hita ao amin'ny microstructure ny C-4 composite;dingana efatra no fantatra.Ny dingan'ny grafita dia manana endrika mivolontsôkôlà miavaka miaraka amin'ny fifanoherana maizina amin'ny sary optika ary tsy hita afa-tsy amin'ny ampahany kely (tokony ho 0,6 ± 0,30%) fotsiny ny ampahany amin'ny volume.Ao amin'ny composites C-5 sy C-6, dingana telo ihany no fantatra, ary ny dingan'ny graphite mifanohitra amin'ireo fitambarana ireo dia miseho amin'ny endriky ny flakes.Raha ampitahaina amin'ny flakes graphite ao amin'ny Composite S-5, ny flakes graphite ao amin'ny Composite S-6 dia midadasika kokoa, fohy kokoa ary mahazatra kokoa.Ny fitomboana mifanaraka amin'izany amin'ny votoatin'ny graphite dia voamarika ihany koa avy amin'ny 14.9 ± 0.85% ao amin'ny composite C-5 ka hatramin'ny 17.4 ± 0.55% ao amin'ny composite C-6.
Mba hanadihadiana bebe kokoa momba ny microstructure amin'ny antsipiriany sy ny singa simika amin'ny dingana tsirairay ao amin'ny composite HEA, dia nodinihina ny santionany tamin'ny fampiasana SEM, ary natao ihany koa ny fanadihadiana ny teboka EMF sy ny sarintany simika.Ny vokatra ho an'ny composite C-1 dia aseho amin'ny sary.2, izay hita mazava tsara ny fisian'ny fifangaroana eutektika manasaraka ny faritra amin'ny dingana matrix lehibe.Ny sarintany simika amin'ny fitambarana C-1 dia aseho amin'ny sary 2c, izay ahitana fa ny Co, Fe, Ni, ary Si dia mizara mitovy amin'ny dingana matrix.Na izany aza, misy Cr kely hita ao amin'ny dingana matrix raha oharina amin'ny singa hafa amin'ny fototra HEA, izay milaza fa ny Cr dia niparitaka avy tao amin'ny matrix.Ny firafitry ny dingana eutektika fotsy amin'ny sary SEM dia manankarena amin'ny chromium sy karbônina, izay manondro fa chromium carbide izany.Ny tsy fisian'ny singa SiC discrete ao amin'ny microstructure, miaraka amin'ny votoaty ambany chromium hita ao amin'ny matrix sy ny fisian'ny fifangaroana eutektika misy chromium-rich phases, dia manondro ny fanimbana tanteraka ny SiC mandritra ny fandoroana.Vokatry ny fahapotehan'ny SiC dia levona ny silisiôma ao amin'ny dingana matrix, ary ny karbônina maimaim-poana dia mifandray amin'ny chromium mba hamoronana karbida chromium.Araka ny hita, ny karbaona ihany no voafaritra amin'ny fomba EMF, ary ny fananganana dingana dia nohamafisina tamin'ny famantarana ny tampon'ny carbide amin'ny lamina X-ray diffraction.
(a) sary SEM amin'ny santionany S-1, (b) sary lehibe, (c) sarintany singa, (d) valin'ny EMF amin'ny toerana voatondro.
Ny famakafakana ny composite C-2 dia aseho amin'ny sary.3. Mitovy amin'ny fisehon'ny mikraoskaopy optique, ny fanadihadian'ny SEM dia nampiseho firafitra tsara tsy misy afa-tsy dingana roa, miaraka amin'ny fisian'ny dingana lamellar manify miparitaka manerana ny rafitra.matrix phase, ary tsy misy eutectic phase.Ny fizarana singa sy ny famakafakana teboka EMF amin'ny dingana lamellar dia nanambara ny votoatin'ny Cr (mavo) sy C (maitso) avo lenta amin'ity dingana ity, izay manondro indray ny fahapotehan'ny SiC mandritra ny fandoroana sy ny fifandraisan'ny karbaona navoaka miaraka amin'ny vokatry ny chromium. .Ny matrix VEA dia mamorona dingana karbida lamellar.Ny fizarana ny singa sy ny famakafakana teboka amin'ny dingana matrix dia nampiseho fa ny ankamaroan'ny kobalta, vy, nikela ary silisiôma dia hita ao amin'ny dingana matrix.
(a) sary SEM amin'ny santionany S-2, (b) sary lehibe, (c) sarintany singa, (d) valin'ny EMF amin'ny toerana voatondro.
Ny fandalinana SEM momba ny composites C-3 dia nanambara ny fisian'ny dingana vaovao ankoatry ny dingana karbida sy matrix.Ny sarintany elemental (sary 4c) sy ny famakafakana teboka EMF (sary 4d) dia mampiseho fa ny dingana vaovao dia manankarena amin'ny nikela, kobalta ary silisiôma.
(a) sary SEM amin'ny santionany S-3, (b) sary lehibe, (c) sarintany singa, (d) valin'ny EMF amin'ny toerana voatondro.
Ny valin'ny famakafakana SEM sy EMF momba ny fitambaran'ny C-4 dia aseho amin'ny sary.5. Ho fanampin'ireo dingana telo hita ao amin'ny C-3 composite, dia hita ihany koa ny fisian'ny nodules graphite.Ny ampahany amin'ny ampahany manankarena silisiôma dia avo kokoa noho ny an'ny C-3 composite.
(a) sary SEM amin'ny santionany S-4, (b) sary lehibe, (c) sarintany singa, (d) valin'ny EMF amin'ny toerana voatondro.
Ny vokatry ny SEM sy ny EMF spectra ny composites S-5 sy S-6 dia aseho amin'ny sary 1 sy 2. 6 sy 7, tsirairay avy.Ankoatra ny spheres vitsivitsy dia hita ihany koa ny fisian'ny graphite flakes.Na ny isan'ny flakes graphite sy ny ampahany amin'ny ampahany misy silisiôma ao amin'ny fitambarana C-6 dia lehibe kokoa noho ny ao amin'ny fitambarana C-5.
(a) sary SEM amin'ny santionany C-5, (b) fijery miitatra, (c) sarintany singa, (d) valin'ny EMF amin'ny toerana voatondro.
(a) sary SEM amin'ny santionany S-6, (b) sary lehibe, (c) sarintany singa, (d) valin'ny EMF amin'ny toerana voatondro.
Ny fandrefesana XRD ihany koa dia natao tamin'ny fandrefesana XRD.Ny vokatra dia aseho amin'ny sary 8. Ao amin'ny lamin'ny diffraction amin'ny fototra WEA (S-0), ny tendrony mifanaraka amin'ny dingana fcc ihany no hita.Ny lamin'ny diffraction X-ray an'ny composite C-1, C-2, ary C-3 dia nanambara ny fisian'ny tampon'isa fanampiny mifanaraka amin'ny chromium carbide (Cr7C3), ary ambany kokoa ny hamafin'izy ireo ho an'ny santionany C-3 sy C-4, izay manondro. izany koa miaraka amin'ny data EMF ho an'ireo santionany ireo.Ny tendrony mifanaraka amin'ny silicides Co / Ni dia voamarika ho an'ny santionany S-3 sy S-4, mifanaraka amin'ny valin'ny sarintany EDS hita ao amin'ny sary 2 sy 3. Araka ny hita ao amin'ny sary 3 sy ny sary 4. Ny tampon'ny 5 sy S-6 dia hita. mifanaraka amin'ny grafita.
Ny toetran'ny microstructural sy ny kristaly amin'ny fitambarana novolavolaina dia manondro ny fanimbana ny SiC fanampiny.Izany dia noho ny fisian'ny chromium ao amin'ny matrix VEA.Ny Chromium dia manana fifandraisana matanjaka amin'ny karbônina 54.55 ary mihetsika miaraka amin'ny karbônina maimaim-poana mba hamorona carbide, araka ny asehon'ny fihenan'ny chromium amin'ny matrix.Si dia miditra amin'ny dingana fcc noho ny fisarahana amin'ny SiC56.Noho izany, ny fitomboan'ny fanampiana ny SiC amin'ny fototra HEA dia nitarika ny fitomboan'ny habetsaky ny dingana karbida sy ny habetsaky ny Si maimaim-poana ao amin'ny microstructure.Hita fa ity Si fanampiny ity dia apetraka ao amin'ny matrices amin'ny fifantohana ambany (ao amin'ny composites S-1 sy S-2), raha amin'ny fifantohana ambony kokoa (composites S-3 ka hatramin'ny S-6) dia miteraka déposition kobalta fanampiny /.silisida nikela.Ny enthalpy mahazatra amin'ny fananganana Co sy Ni silicides, azo avy amin'ny synthesis mivantana calorimetry hafanana avo, dia -37.9 ± 2.0, -49.3 ± 1.3, -34.9 ± 1.1 kJ mol -1 ho an'ny Co2Si, CoSi ary CoSi2, tsirairay avy, raha ireo Ny sandany dia - 50.6 ± 1.7 ary - 45.1 ± 1.4 kJ mol-157 ho an'ny Ni2Si sy Ni5Si2, tsirairay avy.Ireo soatoavina ireo dia ambany noho ny hafanan'ny fananganana SiC, izay manondro fa ny fisarahana amin'ny SiC mitarika amin'ny fananganana silicides Co / Ni dia mazoto.Ao amin'ny composites S-5 sy S-6, dia nisy silisiôma maimaim-poana fanampiny, izay nalaina tany ivelan'ny fananganana silisida.Ity silisiôma maimaim-poana ity dia hita fa mandray anjara amin'ny graphitization hita amin'ny steels mahazatra58.
Ny toetra mekanika amin'ny composite vita amin'ny seramika novolavolaina miorina amin'ny HEA dia nohadihadiana tamin'ny fitsapana fanerena sy fitsapana hamafin'ny.Aseho ao amin'ny Fig.9a, ary ao amin'ny sary 9b dia mampiseho fiparitahana eo anelanelan'ny tanjaky ny vokatra manokana, ny tanjaky ny vokatra, ny hamafin'ny ary ny halavan'ny fitambarana novolavolaina.
(a) Curve compressive strain sy (b) scatterplots mampiseho ny adin-tsaina, ny tanjaky ny vokatra, ny hamafin'ny ary ny elongation.Mariho fa ny santionany S-0 hatramin'ny S-4 ihany no aseho, satria ny santionany S-5 sy S-6 dia misy lesoka lehibe amin'ny fanariana.
Araka ny hita ao amin’ny fig.9, ny tanjaky ny vokatra dia nitombo avy amin'ny 136 MPa ho an'ny base VES (C-0) ho 2522 MPa ho an'ny C-4 composite.Raha ampitahaina amin'ny WPP fototra, ny S-2 composite dia nampiseho fampitomboana tena tsara amin'ny tsy fahombiazana eo amin'ny 37%, ary nampiseho ihany koa ny sanda tanjaky ny vokatra avo kokoa (1200 MPa).Ny fampifangaroana tsara ny tanjaka sy ny ductility an'ity composite ity dia noho ny fanatsarana ny microstructure amin'ny ankapobeny, ao anatin'izany ny fizarana fanamiana ny lamela carbide tsara manerana ny microstructure, izay antenaina hanakana ny fihetsehan'ny dislocation.Ny tanjaky ny famokarana C-3 sy C-4 composites dia 1925 MPa sy 2522 MPa.Ireo tanjaky ny vokatra avo dia azo hazavaina amin'ny ampahany betsaka amin'ny carbide simenitra sy ny dingana silicide.Na izany aza, ny fisian'ireo dingana ireo ihany koa dia nahatonga ny elongation amin'ny fiatoana 7% fotsiny.Ny curve adin-tsaina amin'ny fototry ny CoCrFeNi HEA (S-0) sy S-1 dia convex, izay manondro ny fampahavitrihana ny vokatry ny twinning na TRIP59,60.Raha ampitahaina amin'ny santionany S-1, ny adin-tsaina-henjana curve ny santionany S-2 dia manana endrika concave amin'ny tebiteby eo amin'ny 10,20%, izay midika fa ny dislocation slip mahazatra no tena deformation fomba ny santionany amin'ity deformed state60,61 .Na izany aza, ny tahan'ny hamafin'ity santionany ity dia mijanona ho ambony amin'ny salan'isa midadasika, ary amin'ny tebiteby ambony dia hita ihany koa ny fifindrana mankany amin'ny convexity (na dia tsy azo lavina aza fa izany dia noho ny tsy fahombiazan'ny enta-mavesatra compressive lubricated).).Ny composites C-3 sy C-4 dia manana plastika voafetra ihany noho ny fisian'ny ampahany betsaka amin'ny carbide sy silicides ao amin'ny microstructure.Ny fitsapana fanerena ny santionan'ny composites C-5 sy C-6 dia tsy natao noho ny tsy fahampian'ny fanariana lehibe amin'ireo santionan'ny composite ireo (jereo ny sary 10).
Stereomicrographs amin'ny fanariana kilema (voatondro amin'ny zana-tsipìka mena) amin'ny santionan'ny composites C-5 sy C-6.
Ny vokatry ny fandrefesana ny hamafin'ny VEA composites dia aseho ao amin'ny Fig.9b.Ny base WEA dia manana hamafin'ny 130±5 HV, ary ny santionany S-1, S-2, S-3 ary S-4 dia manana sanda hamafin'ny 250±10 HV, 275±10 HV, 570±20 HV ary 755±20 HV.Ny fitomboan'ny hamafin'ny dia nifanaraka tsara tamin'ny fiovan'ny tanjaky ny vokatra azo avy amin'ny fitsapana famatrarana ary nampifandraisina tamin'ny fitomboan'ny habetsahan'ny solida ao amin'ny composite.Ny tanjaky ny vokatra manokana voaisa mifototra amin'ny firafitry ny kendrena ho an'ny santionany tsirairay dia aseho amin'ny aviavy.9b.Amin'ny ankapobeny, ny fampifangaroana tsara indrindra amin'ny tanjaky ny vokatra (1200 MPa), ny hamafin'ny (275 ± 10 HV), ary ny fihanaky ny tsy fahombiazana (~ 37%) dia hita ho an'ny C-2 mitambatra.
Ny fampitahana ny tanjaky ny vokatra sy ny fampitomboana ny fitambaran'ny novolavolaina miaraka amin'ny fitaovana amin'ny kilasy samihafa dia aseho amin'ny sary 11a.Ny composites mifototra amin'ny CoCrFeNi amin'ity fanadihadiana ity dia nampiseho fanindroany avo amin'ny haavon'ny adin-tsaina rehetra62.Azo jerena ihany koa fa ny fananan'ny fitambaran'ny HEA novolavolaina tamin'ity fanadihadiana ity dia mipetraka ao amin'ny faritra tsy misy mponina teo aloha amin'ny tanjaky ny vokatra versus elongation.Fanampin'izany, ireo composites efa novolavolaina dia manana fitambarana tanjaky be dia be (277 MPa, 1200 MPa, 1925 MPa ary 2522 MPa) ary elongation (> 60%, 37%, 7,3% ary 6,19%).Ny tanjaky ny vokatra dia singa manan-danja amin'ny fisafidianana fitaovana ho an'ny fampiharana ara-teknika mandroso63,64.Amin'io lafiny io, ny fitambaran'ny HEA amin'ity famoronana ankehitriny ity dia mampiseho fitambarana tena tsara amin'ny tanjaky ny vokatra sy ny fanalavana.Izany dia satria ny fampidirana ny SiC ambany hakitroky dia miteraka composites manana tanjaky ny vokatra manokana.Ny tanjaky ny vokatra manokana sy ny fanitarana ny fitambaran'ny HEA dia mitovy amin'ny HEA FCC sy ny HEA refractory, araka ny aseho amin'ny sary 11b.Ny hamafin'ny sy ny tanjaky ny vokatra azo avy amin'ny fitambarana novolavolaina dia mitovy amin'ny an'ny solomaso metaly goavambe65 (sary 11c).Ny solomaso metaly be dia be (BMS) dia miavaka amin'ny hamafin'ny avo sy ny tanjaky ny vokatra, saingy voafetra ny halavany66,67.Na izany aza, ny hamafin'ny sy ny tanjaky ny vokatra sasany amin'ny HEA composites novolavolaina tamin'ity fanadihadiana ity dia nampiseho ny elongation lehibe.Noho izany, notsoahina fa ny fitambarana novolavolain'ny VEA dia manana fitambarana mekanika miavaka sy tadiavina ho an'ny fampiharana ara-drafitra isan-karazany.Ity fitambarana tsy manam-paharoa amin'ny toetra mekanika ity dia azo hazavaina amin'ny fanaparitahana fanamiana ny karbida mafy miforona ao amin'ny matrix FCC HEA.Na izany aza, ao anatin'ny tanjona amin'ny fanatrarana tanjaka tsara kokoa, ny fiovan'ny microstructural vokatry ny fampidirana ireo dingana seramika dia tsy maintsy dinihina sy fehezina tsara mba hisorohana ny tsy fahampian'ny fanariana, toy ny hita ao amin'ny composites S-5 sy S-6, ary ductility.lahy sy vavy.
Ny vokatr'ity fanadihadiana ity dia nampitahaina tamin'ny fitaovana ara-drafitra isan-karazany sy ny HEA: (a) elongation versus yield strength62, (b) yield stress manokana versus ductility63 ary (c) yield strength versus hardness65.
Ny microstructure sy ny toetra mekanika amin'ny andiana fitambarana HEA-ceramic mifototra amin'ny rafitra HEA CoCrFeNi miaraka amin'ny fanampiana SiC dia nodinihina ary notsoahina ireto fehin-kevitra manaraka ireto:
Ny composites avo lenta entropy dia azo amboarina am-pahombiazana amin'ny fampidirana SiC amin'ny CoCrFeNi HEA amin'ny fampiasana ny fomba fandoroana arc.
Ny SiC dia mipoitra mandritra ny fandoroana arc, mitarika amin'ny fananganana in situ ny carbide, silicide ary graphite phases, ny fisiana sy ny ampahany amin'izany dia miankina amin'ny habetsahan'ny SiC ampiana amin'ny HEA fototra.
Ny composites HEA dia mampiseho toetra mekanika tena tsara, miaraka amin'ny fananana izay latsaka any amin'ny faritra tsy misy mponina teo aloha amin'ny tanjaky ny vokatra mifanohitra amin'ny teti-pivoarana.Ny tanjaky ny famokarana HEA natao tamin'ny fampiasana 6 wt% SiC dia mihoatra ny avo valo heny noho ny HEA fototra raha mitazona ny ductility 37%.
Ny hamafin'ny sy ny tanjaky ny vokatra HEA composites dia ao anatin'ny isan-karazany ny bulk metaly solomaso (BMG).
Ny fikarohana dia manoro hevitra fa ny composites avo lenta entropy dia maneho fomba iray mampanantena amin'ny fanatrarana fampifangaroana tsara amin'ny fananana metaly-mekanika ho an'ny fampiharana ara-drafitra mandroso.
Fotoana fandefasana: Jul-12-2023