Abstract

A non-equiatomic high-entropy alloy (HEA) of the Al – Co – Cr – Fe – Ni system was obtained using wire-arc additive manufacturing technology in the atmosphere of pure argon. The initial wire had 3 conductors with different chemical composition: pure aluminum wire (Al ≈ 99.95 %), chromium-nickel wire (Cr ≈ 20 %, Ni ≈ 80 %), and cobalt alloy wire (Co ≈ 17 %, Fe ≈ 54 %, Ni ≈ 29 %). The resulting sample of high-entropy alloy was a parallelepiped consisting of 20 deposited layers in height and 4 layers in thickness. The alloy had the following elemental composition, detected by energy-dispersive X-ray spectroscopy: aluminum (35.67 ± 1.34 at. %), nickel (33.79 ± 0.46 at. %), iron (17.28 ± 1.83 at. %), chromium (8.28 ± 0.15 at. %) and cobalt (4.99 ± 0.09 at. %). Scanning electron microscopy revealed that the source material has a dendritic structure and contains particles of the second phase at grain boundaries. Element distribution maps obtained by mapping methods have shown that grain volumes are enriched in aluminum and nickel, while grain boundaries contain chromium and iron. Cobalt is distributed in the crystal lattice of the resulting HEA quasi-uniformly. It is shown that during tensile tests, the material was destroyed by the mechanism of intra-grain cleavage. The formation of brittle cracks along the boundaries and at the junctions of grain boundaries, i.e., in places containing inclusions of the second phases, is revealed. It was suggested that one of the reasons for the increased fragility of HEA, produced by wire-arc additive manufacturing, is revealed uneven distribution of elements in microstructure of the alloy and also the presence in material volume of discontinuities of various shapes and sizes.

Highlights

  • Material scienceДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА СИСТЕМЫ Al – Co – Cr – Fe – Ni, ИЗГОТОВЛЕННОГО МЕТОДОМ ПРОВОЛОЧНО-ДУГОВОГО АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

  • Scanning electron microscopy revealed that the source material has a dendritic structure

  • Element distribution maps obtained by mapping methods have shown that grain volumes are enriched in aluminum

Read more

Summary

Material science

ДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА СИСТЕМЫ Al – Co – Cr – Fe – Ni, ИЗГОТОВЛЕННОГО МЕТОДОМ ПРОВОЛОЧНО-ДУГОВОГО АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА. По технологии проволочно-дугового аддитивного производства (WAAM) в атмосфере чистого аргона получен неэквиатомный высокоэнтропийный сплав (ВЭС) системы Al – Co – Cr – Fe – Ni. Исходная проволока состояла из трех жил различного химического состава: чистая алюминиевая проволока (99,95 % Al), хромоникелевая проволока (≈20 % Cr, ≈80 % Ni), проволока из кобальтового сплава (≈17 % Co, ≈54 % Fe, ≈29 % Ni). Что одной из причин повышенной хрупкости ВЭС, изготовленного методом проволочно-дугового аддитивного производства, является выявленное неравномерное распределение элементов в микроструктуре сплава, а также наличие в объеме материала несплошностей различной формы и размеров. Для цитирования: Иванов Ю.Ф., Осинцев К.А., Громов В.Е., Коновалов С.В., Панченко И.А. Деформационное поведение высокоэнтропийного сплава системы Al – Co – Cr – Fe – Ni, изготовленного методом проволочно-дугового аддитивного производства // Известия вузов.

Материал и методика исследования
Результаты исследования и их обсуждение
Список литературы References
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call