Manufacturing of Ti-Nb-Cr-V-Ni-Al Refractory High-Entropy Alloys Using Direct Energy Deposition

材料科学 微观结构 高熵合金 金属间化合物 Laves相 冶金 压痕硬度 难熔金属 粒度 热扩散率 热力学 合金 物理
作者
Ho-In Jeong,Choon-Man Lee,Dong-Hyeon Kim
出处
期刊:Materials [MDPI AG]
卷期号:15 (19): 6570-6570 被引量:15
标识
DOI:10.3390/ma15196570
摘要

High-entropy alloys (HEAs) are composed of 5-35 at% of five or more elements, have high configurational entropy, do not form intermetallic compounds, and have a single-phase face-centered cubic structure or body-centered cubic structure. In particular, refractory HEAs (RHEAs), based on refractory materials with excellent mechanical properties at high temperatures, have high strength and hardness at room temperature and excellent mechanical properties at low and high temperatures. In this study, the Ti-Nb-Cr-V-Ni-Al RHEAs were deposited using direct energy deposition (DED). In the microstructure of Ti-Nb-Cr-V-Ni-Al, the sigma, BCC A2, and Ti2Ni phases appeared to be different from the BCC A2, BCC B2, and Laves phases predicted in the phase diagram. This microstructure was similar to that of the casted Ti-Nb-Cr-V-Ni-Al and had a constructed fine grain size. It was found that the growth of these microstructures was due to the DED process, which has a fast solidification rate. The fine grain size caused high hardness, and the microhardness of the Ti-Nb-Cr-V-Ni-Al was measured to be about 900 HV. In addition, in order to analyze the thermal properties of Ti-Nb-Cr-V-Ni-Al composed of the refractory material, the heat-affected zone (HAZ) was analyzed through a preheating test. The HAZ was decreased, owing to the high thermal diffusivity of Ti-Nb-Cr-V-Ni-Al.
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