1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 7, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 7, стр. 750-758

Коррозионная стойкость высокоэнтропийных сплавов редкоземельных элементов GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY с защитными покрытиями

Б. Р. Гельчинский 1, Е. В. Игнатьева 1, С. А. Петрова 1, О. А. Королев 1, А. В. Вараксин 1, И. С. Сипатов 1, Н. И. Ильиных 1, *, А. А. Ремпель 1, **

1 Институт металлургии УрО Российской академии наук
620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101, Россия

* E-mail: ninail@bk.ru
** E-mail: rempel.imet@mail.ru

Поступила в редакцию 29.03.2023
После доработки 11.07.2023
Принята к публикации 14.07.2023

Аннотация

Впервые исследована возможность использования Al2O3- и Al : Zn (1 : 1)-покрытий, нанесенных методом сверхзвукового плазменного напыления, в качестве защитных для высокоэнтропийных сплавов (ВЭС) редкоземельных элементов (РЗМ) GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY от коррозии в камере соляного тумана. Показано, что покрытие Al2O3 в условиях соляного тумана разрушается по механизму локальной активации поверхности, появляется питтинговая коррозия и при этом сохраняется значительная доля покрытия на основном материале. Образцы с покрытием Al : Zn (1 : 1) в условиях соляного тумана показывают меньшую стойкость вследствие электрохимической коррозии. Взаимодействие Al2O3 с NaCl делает данное покрытие ограниченно годным для защиты сплавов РЗМ ВЭС в условиях соляного тумана. Ограничения касаются времени испытания образцов и толщины нанесенного покрытия.

Ключевые слова: высокоэнтропийные сплавы, редкоземельные металлы, камера соляного тумана, защитные покрытия, сверхзвуковое плазменное напыление

Список литературы

  1. Гельчинский Б.Р., Балякин И.А., Юрьев А.А., Ремпель А.А. Высокоэнтропийные сплавы: исследование свойств и перспективы применения в качестве защитных покрытий // Успехи химии. 2022. Т. 91. С. RCR5023.  https://doi.org/10.1070/RCR5023

  2. Рогачев А.С. Структура, стабильность и свойства высокоэнтропийных сплавов // Физ. мет. металловед. 2020. Т. 121. № 8. С. 807–841.  https://doi.org/10.31857/S0015323020080094

  3. Gelchinski B.R., Balyakin I.A., Ilinykh N.I., Rempel A.A. Analysis of the Probability of Synthesizing High-Entropy Alloys in the Systems Ti–Zr–Hf–V–Nb, Gd–Ti–Zr–Nb–Al, and Zr–Hf–V–Nb–Ni // Phys. Mesomech. 2021. V. 24. № 6. P. 701–706. https://doi.org/10.1134/S1029959921060084

  4. Chen T.K., Shun T.T., Yeh J.-W., Wong M.S. Nanostructured Nitride Films of Multi-Element High-Entropy Alloys by Reactive DC Sputtering // Surf. Coat. Technol. 2004. V. 188–189. P. 193–200. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.08.023

  5. Zhang Y., Zuo T.T., Tang Z., Gao M.C., Dahmen K.A., Liaw P.K., Lu Z.P. Microstructures and Properties of High-Entropy Alloys // Prog. Mater. Sci. 2014. V. 61. P. 1–93. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.10.001

  6. Takeuchi K., Amiya T., Wada K., Yubuta W., Zhang W. High-Entropy Alloys with a Hexagonal Close-Packed Structure Designed by Equi-Atomic Alloy Strategy and Binary Phase Diagrams // JOM. 2014. V. 66. P. 1984–1992. https://doi.org/10.1007/s11837-014-1085-x

  7. Chang C.-H., Titus M.S., Yeh J.-W. Oxidation Behavior between 700 and 1300°C of Refractory TiZrNbHfTa High-Entropy Alloys Containing Aluminum. // Adv. Eng. Mater. 2018. V. 20. P. 1700948. https://doi.org/10.1002/adem.201700948

  8. Батаева З.Б., Руктуев А.А., Иванов И.В., Юргин А.Б., Батаев И.А. Обзор исследований сплавов, разработанных на основе энтропийного подхода // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2021. Т. 23. № 2. С. 116–146. https://doi.org/10.17212/1994-6309-2021-23.2-116-146

  9. Рыльцев Р.Е., Эстемирова С.Х., Ягодин Д.А., Стерхов Е.В., Упоров С.А. Структура, термическая стабильность и транспортные свойства жаропрочного высокоэнтропийного сплава ZrTiIHfNb // ФТТ. 2021. Т. 63. № 12. С. 1974–1977.

  10. Упоров С.А., Эстемирова С.Х., Стерхов Е.В., Зайцева П.В., Скрыльник М.Ю., Шуняев К.Ю., Ремпель А.А. Особенности кристаллизации, структуры и термической стабильности высокоэнтропийных сплавов GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY // Расплавы. 2022. № 5. С. 443–453. https://doi.org/10.31857/S0235010622050097

  11. Gates-Rector S., Blanton T. The Powder Diffraction File: A Quality Materials Characterization Database // Powder Diffr. 2019. V. 34. № 4. P. 352–360. https://doi.org/10.1017/S0885715619000812

  12. Rietveld H.M. A Profile Refinement Method for Nuclear and Magnetic Structures // J. Appl. Crystallogr. 1969. № 2. P. 65–71. https://doi.org/10.1107/S0021889869006558

  13. Ilinykh S.A., Sarsadskih K.I., Chusov S.A., Korolev O.A., Achmetshin S.M., Krashaninin V.A. The Study of Powder Coatings Based on Al and Ni, Obtained by Supersonic Plasma Spraying // J. Phys. Conf. Ser. 2019. V. 1281. P. 012027. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1281/1/012027

  14. Ильиных С.А., Криворогова А.С., Ильиных Н.И., Долматов А.В., Гельчинский Б.Р., Леонтьев Л.И. Упрочнение деталей машин и механизмов, изготовленных из алюминиевых сплавов, методом сверхзвукового плазменного напыления // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка. Материалы 14-й Международной научно-технической конференции, посвященной 60-летию порошковой металлургии Беларуси. Минск, 2020. С. 473–479.

  15. Ilinykh S.A., Krashaninin V.A., Ilinykh N.I., Leontiev L.I. Modification of the Surface of Structural Materials by Concentrated Energy Flows in order to Improve their Performance Properties // Key Eng. Mater. 2022. V. 910. P. 507–513. https://www.scientific.net/KEM.910.507

  16. Spedding F.H., Sanden B., Beaudry B.J. The Er–Y, Tb–Ho, Tb–Er, Dy–Ho, Dy–Er and Ho–Er Phase Systems // J. Less-Common Met. 1973. V. 31. P. l–13.

  17. Осипов К.А., Галкин Б.Д., Уразалиев У.С. Электронографическое исследование структуры пленок системы окись алюминия–вольфрам // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1973. Т. 9. № 10. С. 1738–1740.

  18. Гемпел К.А. Справочник по редким металлам; пер. с англ. М.: Мир, 1965. 946 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал