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Microstructure and mechanical behaviors of GdxCoCrCuFeNi high-entropy alloys

微观结构 材料科学 高熵合金 纳米压痕 立方晶系 透射电子显微镜 成核 结晶学 体积分数 相(物质) 扫描电子显微镜 复合材料 热力学 纳米技术 化学 物理 有机化学
作者
L.J. Zhang,Pengfei Yu,M.D. Zhang,D.J. Liu,Zhe Zhou,Mengdong Ma,Peter K. Liaw,G. Li,R.P. Liu
出处
期刊:Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing [Elsevier BV]
卷期号:707: 708-716 被引量:65
标识
DOI:10.1016/j.msea.2017.09.102
摘要

A new series of GdxCoCrCuFeNi (x = 0, 0.05, 0.1, 0.2, and 0.3) high entropy alloys were synthesized to investigate alloying effects of the rare-earth element, Gd, on the microstructure and mechanical behaviors. Microstructures of these alloys were examined using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy, and the phase evolution was characterized and compared using the previous criteria. It was found that the microstructure changes from the face-centered cubic matrix plus Cu-rich face-centered cubic phase to face-centered cubic matrix plus hexagonal structure phase (CaCu5 type) with the addition of Gd. The volume fraction of the hexagonal structure phase increases with increasing the Gd content, which is mainly responsible for the increment in the Vickers hardness, yield and fracture strength. Nanoindentation measurements show that the hexagonal structure phase is harder. Furthermore, the dislocation nucleation of the face-centered cubic and hexagonal structure phases was probed by measuring the first pop-in behavior in the load-displacement curve. With the increase of Gd, the series of GdxCoCrCuFeNi high entropy alloys show different fracture and strengthening mechanisms. The close relationship between the structure and strength of the series alloys are discussed.
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