• PDF / 628,687 Bytes
• 6 Pages / 592.8 x 841.98 pts Page_size
• 68 Downloads / 255 Views

DOWNLOAD

REPORT

---

Novel as-cast AlCrFe2Ni2Ti0.5 high-entropy alloy with excellent mechanical properties Cheng-bin Wei 1), Xing-hao Du 2), Yi-ping Lu 1), Hui Jiang 3), Ting-ju Li 1), and Tong-min Wang 1) 1) Key Laboratory of Solidification Control and Digital Preparation Technology (Liaoning Province), School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China 2) School of Materials Science and Engineering, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110136, China 3) College of Mechanical and Electronic Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China (Received: 31 October 2019; revised: 9 March 2020; accepted: 12 March 2020)

Abstract:  We  designed  a  novel  Co-free  AlCrFe2Ni2Ti0.5  high-entropy  alloy  (HEA)  that  features  an  excellent  combination  of  strength  and ductility in this study. The as-cast AlCrFe2Ni2Ti0.5 alloy showed equiaxed grains undergoing spinodal decomposition, which consisted of ultrafine-grained laminated body-centered cubic (bcc) phases and an ordered body-centered cubic (b2) phase, and some precipitates embedded in the b2 matrix. The bcc and b2 phases also feature a coherent interface. This unique structure impedes mobile dislocations and hinders the formation of cracks, thereby giving the AlCrFe2Ni2Ti0.5 HEA both high strength and plasticity. At room temperature, the as-cast AlCrFe2Ni2Ti0.5 alloy exhibited a compressive yield strength of 1714 MPa, an ultimate strength of 3307 MPa, and an elongation of 43%. These mechanical properties are superior to those of most reported HEAs. Keywords: high-entropy alloys; mechanical properties; coherent interface; spinodal structure

 

1. Introduction Recently, the new class of alloys known as high-entropy alloys (HEAs) [1] or multicomponent alloys [2] has attracted much  attention  due  to  their  excellent  mechanical  properties [3–7], superior radiation tolerance [8], superconductivity [9], unique magnetic properties [10], high thermal stability [11], high oxidation resistance [12], superior corrosion resistance of  single-phase-structure  HEAs  [13], and  dual  phase   nanostructures [14]. Over the past decade, the microstructure and properties of many HEAs  have  been  studied  and  characterized,  and   researchers have  found  that  HEAs  with  a  single-phase   structure have difficulty achieving a reasonable balance between strength  and  ductility.  Typically,  single  face-centered  cubic (fcc)-structured  HEAs  have  high  ductility  [15],  whereas single body-centered cubic (bcc)-structured HEAs have high strength but poor ductility [16]. Not all the alloys with multiple elements and equi- or unequi-atomic ratio  compositions  can  form  HEA  solid   solutions  [17].  To  date,  many  authors  have  developed  phase formation rules for HEAs. Zhang et al. [18] proposed a cri   

terion for achieving solid-solution phases based on the mixing enthalpy, mixing entropy, and mean square of the atomic radius  difference.  The  authors  noted  that  mixing  enthalpy, mixing entropy, and mean