О термостабильности наноструктуры за счет микролегирования элементами внедрения: нанокристаллическая система Fe-Cr-N
Дорофеев Г.А.
1, Ульянов А.Л.
1, Порсев В.Е.
11Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Ижевск, Россия
Email: gadorofeev@udman.ru, ulyanov@udman.ru, porsev@udman.ru
Поступила в редакцию: 12 июня 2023 г.
В окончательной редакции: 12 сентября 2023 г.
Принята к печати: 13 сентября 2023 г.
Выставление онлайн: 1 ноября 2023 г.
Низкая термическая стабильность зеренной структуры - главное препятствие использования нанокристаллических (НК) материалов при повышенных температурах. В данной работе проведено сравнительное исследование термической стабильности размеров зерен НК чистого α-Fe и ферритных сплавов Fe-20Cr, Fe-19.5Cr-0.5N (at.%), полученных механическим сплавлением. Показано, что бинарный сплав Fe-20Cr намного более термически стабилен чем НК α-Fe. Однако НК-сплав Fe-19.5Cr-0.5N не демонстрирует сильного повышения термостабильности по сравнению с Fe-20Cr, несмотря на то, что в процессе нагрева выделяются частицы Cr2N. Показано, что реальный размер частиц Cr2N (30 nm по данным уширения дифракционных рефлексов) значительно превышает критический размер частиц d*=8 nm, выше которого по Гладману закрепление границ зерен отсутствует. В рамках модели критического размера закрепляющих частиц и термокинетической модели роста зерна обсуждены эффективные стратегии повышения термической стабильности сплавов Fe-Cr, микролегированных азотом. Ключевые слова: механическое сплавление, нанокристаллический сплав Fe-Cr, азот, термическая стабильность.
- E.N. Hahn, M.A. Meyers. Mater. Sci. Eng. A. 646, 101 (2015)
- N. Liang, Y. Zhao. J. Alloys Compd. 938, 168528 (2023)
- Р.А. Андриевский. Успехи химии 71, 967 (2002)
- H.R. Peng, M.M. Gong, Y.Z. Chen, F. Liu. Int. Mater. Rev. 62, 303 (2017)
- H. Peng, Z. Jian, F. Liu. Int. J. Ceram. Eng. Sci. 2, 49 (2020)
- C.E. Krill, H. Ehrhardt, R. Birringer. Int. J. Mater. Res. 96, 1134 (2022)
- J.W. Cahn. Acta Met. 10, 789 (1962)
- M. Hillert, B. Sundman. Acta Met. 24, 731 (1976)
- R.A. Andrievski. J. Mater. Sci. 49, 1449 (2014)
- P.A. Manohar, M. Ferry, T. Chandra. ISIJ Int. 38, 913 (1998)
- K. Huang, R.E. Loge. Zener pinning. Ref. Modul. Mater. Sci. Mater. Eng. (2016). P. 1-8
- A.R. Kalidindi, C.A. Schuh. Acta Mater. 132, 128 (2017)
- R.L. Klueh, D.R. Harries / Ed. R. Klueh, D. Harries. 100 Barr Harbor Drive. PO Box C700. West Conshohocken. PA 19428-2959: ASTM International (2001)
- K. Ehrlich K, J. Konys, L. Heikinheimo. J. Nucl. Mater. 327, 140 (2004)
- V.E. Porsev, A.L. Ulyanov, G.A. Dorofeev. Met. Mater. Trans. A 50, 5977 (2019)
- Г.А. Дорофеев, И.В. Сапегина, В.И. Ладьянов, Б.Е. Пушкарев, Е.А. Печина, Д.В. Прохоров. ФММ 113, 1014 (2012)
- C.H. Moelle, H.J. Fecht. Nanostruct. Mater. 6, 421, (1995)
- A. Altomare, N. Corriero, C. Cuocci, A. Falcicchio, A. Moliterni, R. Rizzi. J. Appl. Cryst. 48, 598 (2015)
- T.H. De Keijser, J.I. Langford, E.J. Mittemeijer, A.B.P. Vogels. J. Appl. Crystallogr. 15, 308 (1982)
- Г.А. Дорофеев, А.Н. Стрелецкий, И.В. Повстугар, А.В. Протасов, Е.П. Елсуков. Коллоид. журн. 74, 710 (2012)
- E.V. Voronina, N.V. Ershov N.V, A.L. Ageev, Yu.A. Babanov. Phys. Status Solidi 160, 625 (1990)
- Y.H. Zhao, H.W. Sheng, K. Lu. Acta Mater. 49, 365 (2001)
- T. Gladman. Proc. Royal Soc. London. Ser. A. Mathemat. Phys. Sci. 294, 298 (1966)
- A.K. Koul, F.B. Pickering. Acta Met. 30, 1303 (1982)
- Z. Chen, F. Liu, X.Q. Yang, C.J. Shen, Y.M. Zhao. J. Alloys Compd. 608, 338 (2014)
- Z. Chen, F. Liu, X.Q. Yang, C.J. Shen. Acta Mater. 60, 4833 (2012)
- K.A. Bywater, D.J. Dyson. Met. Sci. 9, 155 (1975)
- A. Deschamps, C.R. Hutchinson. Acta Mater. 220, 117338 (2021)
- C. Zener. J. Appl. Phys. 20, 950 (1949)
- Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков. Физика металлов. Атомное строение металлов и сплавов. Атомиздат, М. (1978). 352 с
- Г.В. Самсонов. Нитриды. Наук. думка, Киев. (1969). 380 с
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.