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Development of MoNbVTax refractory high entropy alloy with high strength at elevated temperature

材料科学 微观结构 合金 可塑性 高熵合金 高温合金 固溶体 耐火材料(行星科学) 软化 软化点 热稳定性 复合材料 冶金 热力学 化学工程 工程类 物理
作者
Weijie Zheng,Shulin Lü,Shusen Wu,Xiaohua Chen,Wei Guo
出处
期刊:Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing [Elsevier BV]
卷期号:850: 143554-143554 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.msea.2022.143554
摘要

Due to a monolithic body-centered cubic solid solution structure, refractory high-entropy alloys (HEA) always exhibit high strength and good softening resistance at both ambient and elevated temperatures. However, high density and low plasticity at ambient temperature limit their widespread applications as one kind of potential structural materials. The present study investigated the microstructure and mechanical properties of MoNbVTax HEA with various Ta conent at both ambient and elevated temperatures. The sample of MoNbVTax (x = 0, 0.3, 0.5, 0.7, 1) all shows a monolithic BCC solid solution phase with a dendritic microstructure. The micro-segregation of constituent elements was caused by the non-equilibrium solidification. The alloys exhibit superior high temperature performance at 1000 °C and 1200 °C, with a certain degree of plasticity at ambient temperature. The MoNbVTa0.5 alloy possesses both excellent high temperature performance (σ0.2 =697 MPa, εp = 35.4% at 1200 °C) and relatively low density (∼9.65 g/cm3), which is attributed to the solid solution strengthening effects and excellent thermal stability of constituent phase. Compared with commercial superalloys, the present MoNbVTa HEAs possess the advantages of high temperature performance, making it a potential engineering material for structural application.
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