Original title:
Slitiny s vysokou entropií připravené SPS kompaktací vysokoenergeticky mletých práškových prekurzorů
Translated title:
High entropy alloys fabricated via SPS compaction of high energy milled feedstock powders
Authors:
Gubán, Ivan ; Hadraba, Hynek (referee) ; Čížek, Jan (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2018
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství Abstract:
[cze][eng]
Predmetom tejto práce bola príprava vysokoentropických zmesí CoCrFeMnNiNx metódou mechanického legovania a ich následnej kompaktácie technológiou spark plasma sintering (SPS). Na základe spôsobu prípravy sú v práci rozlíšené tri série vzoriek. Vzorky mleté v argóne (slúžia ako etalón), vzorky mleté v dusíkovej atmosfére (sledovala sa schopnosť prášku absorbovať dusík z mlecej atmosféry), vzorky mikrolegované nitridmi FeN, CrN (skúmal sa ich potenciál disociácie a následnej difúzie do tuhého roztoku). Prášky aj hotové kompakty boli pozorované elektrónovým mikroskopom a analyzované rentgenovou difrakciou (XRD) a energiovo disperznou spektroskopiou (EDS). Na presné stanovenie obsahu dusíka bola na práškoch vykonaná analýza metódou redukčného tavenia v inertnom plyne, ich rozmerová distribúcia bola stanovená laserovou difrakčnou metódou. Na kompaktoch sa zisťovala mikrotvrdosť, za účelom stanovenia vplyvu prítomnosti dusíka na tvrdosť jednotlivých materiálov. Po procese mechanického legovania v dusíkovej atmosfére bola maximálna koncentrácia dusíka v štruktúre 0,208% po 24 hodinách mletia (obsah dusíka rástol lineárne s dobou mletia), na základe čoho možno prehlásiť, že metóda mletia v dusíkovej atmosfére bola úspešná. XRD namletých zmesí odhalilo existenciu jediného FCC tuhého roztoku, pričom vzorky mleté v dusíku vykazovali trend nárastu mriežkového parametra s rastúcim obsahom dusíka. V mikrolegovaných vzorkách precipitovali nitridy chrómu na hraniciach zŕn FCC tuhého roztoku. Všetky vzorky boli kontaminované zmesou oxidických vmestkov a sulfidov mangánu, ktorý bol prítomný v pôvodnom mangánovom prášku. Najvyššiu hodnotu tvrdosti vykázala duplexná vzorka. Na vzorkách mletých v dusíku bol zaznamenaný nárast tvrdosti (až 334 HV 0,3) oproti etalónovej vzorke mletej v argóne (262,9 HV 0,3), čo odzrkadľuje pozitívny vplyv dusíku rozpustenom v tuhom roztoku na pevnostné charakteristiky tejto vysokoentropickej zliatiny.
The subject of this thesis is preparation of CoCrFeMnNiNx high entropy mixtures via the methods of mechanical alloying and spark plasma sintering (SPS). Three series of specimens were fabricated in this thesis: samples milled in argon (benchmark materials), samples milled in nitrogen atmosphere (to observe their ability of nitrogen absorption) and samples microalloyed with CrN, FeN nitrides (to observe their dissociation into the solid solution potential). The fabricated powders and SPS compacts were subsequently observed by electron microscopy and their phase content by X-Ray diffraction (XRD) and elemental composition by EDS analysis were carried out. A method of reduction melting in inert atmosphere was used to determine the exact oxygen and nitrogen content in powders, while the respective particle size distribution measured by laser diffraction method. The influence of nitrogen content on the hardness of the samples was studied via the microhardness measured. After completing the process of mechanical alloying under the Nitrogen atmosphere was the maximal concentration of nitrogen in the structure 0,208% after 24 hours of milling (dependency on time was linear), which means, the method of milling under the Nitrogen atmosphere was successful. XRD of milled samples showed the existence of the only FCC single solid solution phase, while samples milled under the Nitrogen atmosphere showed the trend of the growth of the lattice parameter with the increasing nitrogen content. There was observed the presence of the chromium nitrides precipitates on the grain boundaries of the FCC phase in microalloyed samples. All specimen were contaminated by a mixture of metallic oxides and manganeese sulphides, which were present in the default manganeese powder. The greatest value of microhardness showed the duplex sample. The increase in values of microhardness (344 HV 0,3) in comparison with the standard sample (262,9 HV 0,3) was recorded on the samples milled under the nitrogen atmosphere, which conforms the positive influence of the nitrogen content on strength characteristics of this alloy.
Keywords:
high entropyc alloys; interstitial solid solution; mechanical alloying; precipitation; spark plasma sintering; intersticiálny tuhý roztok; mechanické legovanie; precipitácia; spark plasma sintering; vysokoentropické zliatiny
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/81780
guest ::
