Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 6/2020

16.04.2020

Microstructure Evolution and Phase Formation of Fe25Ni25CoxMoy Multi-principal-Component Alloys

verfasst von: N. Liu, W. Ding, X. J. Wang, C. Mu, J. J. Du, L. X. Liu

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 6/2020

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Fe25Ni25CoxMoy multi-principal-component alloys (MPCAs) are designed in this study; the ratio of Co and Mo is changed to study the effect on the microstructures and phase selection. Simple solid solution FCC and BCC phases are identified, as well as intermetallic σ, μ, and MoNi phases. With the increment of Mo and the decrement of Co, the phase structure undergoes the following transformation: FCC → FCC + σ → FCC + σ + μ → FCC + BCC + σ + μ → FCC + BCC + MoNi. A great trade-off of mechanical properties is achieved in the Fe25Ni25Co25Mo25 alloy, which consists of FCC + σ + μ multiphases, demonstrating typical dendrite and interdendritic eutectic structures. Furthermore, the pseudo-binary phase diagram of Fe25Ni25CoxMoy MPCAs is obtained using CALPHAD, and the phase formation is discussed in the process. The phase selection in current MPCAs is related to the atomic size differences (δ), valence electron concentration (VEC), the Allen’s electronegativity differences (ΔχAllen), and the enthalpies of mixing (ΔHmix). In this study, the phase selection of Fe25Ni25CoxMoy MPCAs abides by the following criterion: when δ ≤ 3.248 pct, VEC ≥ 9.0, Δχ ≤ 0.09 and ΔH ≤–2.6 kJ/mol, simple FCC phase is preferred; otherwise, multiphase can be obtained. Complex ordered σ and μ phases are stable when 7.65 ≤ VEC ≤ 8.55 and 0.106 ≤ Δχ ≤ 0.147.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat [1] B. Cantor, T.H. Chang, P. Knight, A.J.B.Vincent: Mater. Sci. Eng. A, 2004, vol. 375A-377, pp. 213-18. [1] B. Cantor, T.H. Chang, P. Knight, A.J.B.Vincent: Mater. Sci. Eng. A, 2004, vol. 375A-377, pp. 213-18.
2.
Zurück zum Zitat [2] J.W. Yeh,Y.L. Chen, S.J. Lin and S.K. Chen: Metal. Mater. Trans. A, 2004, vol. 35A, pp. 2533–38. [2] J.W. Yeh,Y.L. Chen, S.J. Lin and S.K. Chen: Metal. Mater. Trans. A, 2004, vol. 35A, pp. 2533–38.
3.
Zurück zum Zitat [3] B. Gludovatz, A. Hohenwarter, D. Catoor, E.H. Chang, E.P.George and R.O. Ritchie: Science, 2014, vol.345, pp. 1153–58. [3] B. Gludovatz, A. Hohenwarter, D. Catoor, E.H. Chang, E.P.George and R.O. Ritchie: Science, 2014, vol.345, pp. 1153–58.
4.
Zurück zum Zitat [4] Z. Li, K. G. Pradeep, Y.Deng, D. Raabe and C.C.Tasan: Nature, 2016, vol.534, pp. 227–31. [4] Z. Li, K. G. Pradeep, Y.Deng, D. Raabe and C.C.Tasan: Nature, 2016, vol.534, pp. 227–31.
5.
Zurück zum Zitat [5] O.N. Senkov, J.D. Miller, D. B. Miracle and C. Woodward: Nat. Commun., 2015. vol.6, pp. 6529–36. [5] O.N. Senkov, J.D. Miller, D. B. Miracle and C. Woodward: Nat. Commun., 2015. vol.6, pp. 6529–36.
6.
Zurück zum Zitat [6] L.J. Santodonato, Y. Zhang, M. Feygenson, C.M. Parish, M.C. Gao, R.J.K. Weber, J.C. Neuefeind, Z. Tang and P.K. Liaw: Nat. Commun., 2015, vol. 6, pp. 5964–70. [6] L.J. Santodonato, Y. Zhang, M. Feygenson, C.M. Parish, M.C. Gao, R.J.K. Weber, J.C. Neuefeind, Z. Tang and P.K. Liaw: Nat. Commun., 2015, vol. 6, pp. 5964–70.
7.
Zurück zum Zitat Y.P. Lu, H. F. Huang, X. Z. Guo, C. L. Ren, J. Guo, H.Z. Zhang, S.J. Zheng, Q.Q. Jin, Y. H. Zhao, C.Y. Lu, T.M. Wang and T.J. Li. J. Mater. Sci. Technol., 2019, vol. 35, pp. 369-73. Y.P. Lu, H. F. Huang, X. Z. Guo, C. L. Ren, J. Guo, H.Z. Zhang, S.J. Zheng, Q.Q. Jin, Y. H. Zhao, C.Y. Lu, T.M. Wang and T.J. Li. J. Mater. Sci. Technol., 2019, vol. 35, pp. 369-73.
8.
Zurück zum Zitat [8] T. Yang, S. Xia, S. Liu, C. Wang, S. Liu, Y. Fang, Y. Zhang, J. Xue and Y. Wang: Sci. Rep., 2016, vol. 6, pp. 32146–52. [8] T. Yang, S. Xia, S. Liu, C. Wang, S. Liu, Y. Fang, Y. Zhang, J. Xue and Y. Wang: Sci. Rep., 2016, vol. 6, pp. 32146–52.
9.
Zurück zum Zitat [9] Y. Zhang, T.T. Zou, Z. Tang, M.C. Gao, K.A. Dahmen, P.K. Liaw and Z.P. Lu: Prog. Mater. Sci., 2014, vol. 61, pp. 1–95. [9] Y. Zhang, T.T. Zou, Z. Tang, M.C. Gao, K.A. Dahmen, P.K. Liaw and Z.P. Lu: Prog. Mater. Sci., 2014, vol. 61, pp. 1–95.
10.
Zurück zum Zitat [10] B. Cantor: Entropy, 2014, vol.16, pp. 4749–62. [10] B. Cantor: Entropy, 2014, vol.16, pp. 4749–62.
11.
Zurück zum Zitat [11] E.J. Pickering and N.G. Jones: Int. Mater. Rev., 2016, vol.61, pp.183–97. [11] E.J. Pickering and N.G. Jones: Int. Mater. Rev., 2016, vol.61, pp.183–97.
12.
Zurück zum Zitat [12] M.H. Tsai and J.W. Yeh: Mater. Res. Lett.,2014, vol.2, pp. 107–23. [12] M.H. Tsai and J.W. Yeh: Mater. Res. Lett.,2014, vol.2, pp. 107–23.
13.
Zurück zum Zitat [13] J.W. Yeh: JOM, 2015, vol.67, pp. 2254–65. [13] J.W. Yeh: JOM, 2015, vol.67, pp. 2254–65.
14.
Zurück zum Zitat [14] Z.P. Lu, H. Wang, M.W. Chen, I. Backer, J.W. Yeh, C.T. Liu and T.G. Nieh: Intermetallics, 2015, vol. 66, pp. 67–81. [14] Z.P. Lu, H. Wang, M.W. Chen, I. Backer, J.W. Yeh, C.T. Liu and T.G. Nieh: Intermetallics, 2015, vol. 66, pp. 67–81.
15.
Zurück zum Zitat [15] M.C. Gao, J.W. Yeh, P.K. Liaw and Y. Zhang, High-Entropy Alloys: Fundamentals and Applications, 1st ed., Springer., Cham, 2016. [15] M.C. Gao, J.W. Yeh, P.K. Liaw and Y. Zhang, High-Entropy Alloys: Fundamentals and Applications, 1st ed., Springer., Cham, 2016.
16.
Zurück zum Zitat [16] B.S. Gao, J.W. Yeh and S.Ranganathan: High-Entropy Alloys, 1st ed., Heinemann., Butterworth: 2016. [16] B.S. Gao, J.W. Yeh and S.Ranganathan: High-Entropy Alloys, 1st ed., Heinemann., Butterworth: 2016.
17.
Zurück zum Zitat [17] J.W. Yeh: JOM, 2013, vol.65, pp. 1759–70. [17] J.W. Yeh: JOM, 2013, vol.65, pp. 1759–70.
18.
Zurück zum Zitat [18] F. Otto, A. Dlouhy, C. Somen, H. Bei, G. Eggeler and E.P. George: Acta Mater., 2013, vol. 61, pp. 5743–65. [18] F. Otto, A. Dlouhy, C. Somen, H. Bei, G. Eggeler and E.P. George: Acta Mater., 2013, vol. 61, pp. 5743–65.
19.
Zurück zum Zitat [19] K.Y. Tsai, M.H. Tsai and J.W.Yeh: Acta Mater., 2013, vol.61, pp. 4887–903. [19] K.Y. Tsai, M.H. Tsai and J.W.Yeh: Acta Mater., 2013, vol.61, pp. 4887–903.
20.
Zurück zum Zitat [20] O.N. Senkov, G. Wilks, J. Scott and D. Miracle: Intermetallics, 2011, vol.19, pp. 698–710. [20] O.N. Senkov, G. Wilks, J. Scott and D. Miracle: Intermetallics, 2011, vol.19, pp. 698–710.
21.
Zurück zum Zitat [21] Y. Dong, K. Zhou, Y. Lu, X. Gao, T. Wang and T.J. Li: Mater. Des., 2014, vol. 57, pp. 67-72. [21] Y. Dong, K. Zhou, Y. Lu, X. Gao, T. Wang and T.J. Li: Mater. Des., 2014, vol. 57, pp. 67-72.
22.
Zurück zum Zitat [22] P.H. Wu, N. Liu, W. Yang, Z. X. Zhu, Y.P. Lu and X.J. Wang: Mater. Sci. Eng. A, 2015, vol.642, pp.142–49. [22] P.H. Wu, N. Liu, W. Yang, Z. X. Zhu, Y.P. Lu and X.J. Wang: Mater. Sci. Eng. A, 2015, vol.642, pp.142–49.
23.
Zurück zum Zitat [23] W.R. Zhang, P.K. Liaw and Y. Zhang: Sci. Chin. Mater., 2018, vol.61, pp.1–11. [23] W.R. Zhang, P.K. Liaw and Y. Zhang: Sci. Chin. Mater., 2018, vol.61, pp.1–11.
24.
Zurück zum Zitat [24] T.T. Shun, C.H. Hung and C.F. Lee: Mater. Charact. 2013, vol.81, pp.92-96. [24] T.T. Shun, C.H. Hung and C.F. Lee: Mater. Charact. 2013, vol.81, pp.92-96.
25.
Zurück zum Zitat [25] T.T. Shun, L.Y. Chang and M.H. Shiu: Mater. Charact. 2012,vol.70, pp.63-67. [25] T.T. Shun, L.Y. Chang and M.H. Shiu: Mater. Charact. 2012,vol.70, pp.63-67.
26.
Zurück zum Zitat [26] P.H. Wu, Z. Peng, N. Liu, M. Niu, Z. X. Zhu and X.J. Wang: Mater. Trans., 2016, vol.57, pp. 5-8. [26] P.H. Wu, Z. Peng, N. Liu, M. Niu, Z. X. Zhu and X.J. Wang: Mater. Trans., 2016, vol.57, pp. 5-8.
27.
Zurück zum Zitat [27] N. Liu, P. H. Wu, Z. Peng, H.F. Xiang, C. Chen, X.J. Wang and J. Zhang: Mater. Sci. Tech., 2017, vol.33, pp. 210-14. [27] N. Liu, P. H. Wu, Z. Peng, H.F. Xiang, C. Chen, X.J. Wang and J. Zhang: Mater. Sci. Tech., 2017, vol.33, pp. 210-14.
28.
Zurück zum Zitat [28] L. Jiang, Z.Q. Cao, J.C. Jie, J.J. Zhang, Y.P. Lu, T.M. Wang and T.J. Li: J. Alloys Compd., 2015, vol.649, pp. 585-90. [28] L. Jiang, Z.Q. Cao, J.C. Jie, J.J. Zhang, Y.P. Lu, T.M. Wang and T.J. Li: J. Alloys Compd., 2015, vol.649, pp. 585-90.
29.
Zurück zum Zitat [29] N. Liu, C. Chen, I.T.H. Chang, P.J. Zhou and X.J. Wang: Materials, 2018, vol.11, pp. 1290–311. [29] N. Liu, C. Chen, I.T.H. Chang, P.J. Zhou and X.J. Wang: Materials, 2018, vol.11, pp. 1290–311.
30.
Zurück zum Zitat [30] J.K. Shang, Z.J. Wang, X.L. Wang, J.C. Wang, J.J .Li and J.K. Yu: Acta Metall. Sinica., 2019, vol.32, pp. 41-51. [30] J.K. Shang, Z.J. Wang, X.L. Wang, J.C. Wang, J.J .Li and J.K. Yu: Acta Metall. Sinica., 2019, vol.32, pp. 41-51.
31.
Zurück zum Zitat [31] W.H. Liu, Z.P. Lu, J.Y. He, J.H. Luan, Z.J. Wang, B. Liu, Y. Liu, M.W. Chen and C.T. Liu: Acta Mater., 2016, vol.116, pp. 332-42. [31] W.H. Liu, Z.P. Lu, J.Y. He, J.H. Luan, Z.J. Wang, B. Liu, Y. Liu, M.W. Chen and C.T. Liu: Acta Mater., 2016, vol.116, pp. 332-42.
32.
Zurück zum Zitat [32] Q. Wu, Z. Wang, F. He, J. Li and J. Wang: J. Phase Equilib. Diffus., 2018, vol.39, pp. 446-53. [32] Q. Wu, Z. Wang, F. He, J. Li and J. Wang: J. Phase Equilib. Diffus., 2018, vol.39, pp. 446-53.
33.
Zurück zum Zitat [33] F. He, Z.J. Wang, M. Zhu, J.J. Li, Y.Y. Dang and J.C. Wang: Mater. Des., 2015, vol.85, pp. 1-6. [33] F. He, Z.J. Wang, M. Zhu, J.J. Li, Y.Y. Dang and J.C. Wang: Mater. Des., 2015, vol.85, pp. 1-6.
34.
Zurück zum Zitat [34] C. Zhang, F. Zhang, S.Chen and W. Cao: JOM, 2012, vol.64, pp. 839-45. [34] C. Zhang, F. Zhang, S.Chen and W. Cao: JOM, 2012, vol.64, pp. 839-45.
35.
Zurück zum Zitat [35] A. Durga, K.C. Hari and B.S. Murty: Trans. Indian Inst. Met., 2012, vol.65, pp.375-80. [35] A. Durga, K.C. Hari and B.S. Murty: Trans. Indian Inst. Met., 2012, vol.65, pp.375-80.
36.
Zurück zum Zitat R. Raghavan, K.C. HariKumar and B.S. Murty: J. Alloys Compd., 2012, vol.544, pp.152-58. R. Raghavan, K.C. HariKumar and B.S. Murty: J. Alloys Compd., 2012, vol.544, pp.152-58.
37.
Zurück zum Zitat [37] A. Manzoni, H. Daoud, S. Mondal, S.V. Smaalen, R.Völkl, U.Glatzel and N. Wanderka: J. Alloys Compd., 2013, vol.552, pp. 430-36. [37] A. Manzoni, H. Daoud, S. Mondal, S.V. Smaalen, R.Völkl, U.Glatzel and N. Wanderka: J. Alloys Compd., 2013, vol.552, pp. 430-36.
38.
Zurück zum Zitat [38] O.N. Senkov, S.V. Senkova, C. Woodward, D.B. Miracle: Acta Mater., 2013,vol. 61, pp. 1545-57. [38] O.N. Senkov, S.V. Senkova, C. Woodward, D.B. Miracle: Acta Mater., 2013,vol. 61, pp. 1545-57.
39.
Zurück zum Zitat [39] Y. Zhang, Y.J. Zhou, J.P. Lin, G.L. Chen and P.K. Liaw: Adv. Eng. Mater., 2008, vol.10, pp.534–38. [39] Y. Zhang, Y.J. Zhou, J.P. Lin, G.L. Chen and P.K. Liaw: Adv. Eng. Mater., 2008, vol.10, pp.534–38.
40.
Zurück zum Zitat [40] S. Guo and C.T. Liu: Prog. Nat. Sci., 2011, vol.21, pp.433-46. [40] S. Guo and C.T. Liu: Prog. Nat. Sci., 2011, vol.21, pp.433-46.
41.
Zurück zum Zitat [41] M.H. Tsai, K.Y. Tsai, C.W. Tsai, C. Lee, C. C. Juan and J.W. Yeh: Mater. Res. Lett., 2013, vol.1, pp. 207–12. [41] M.H. Tsai, K.Y. Tsai, C.W. Tsai, C. Lee, C. C. Juan and J.W. Yeh: Mater. Res. Lett., 2013, vol.1, pp. 207–12.
42.
Zurück zum Zitat [42] Y. Dong, Y. Lu, L. Jiang, T. Wang and T. Li: Intermetallics., 2014, vol.52, pp. 105–09 [42] Y. Dong, Y. Lu, L. Jiang, T. Wang and T. Li: Intermetallics., 2014, vol.52, pp. 105–09
Metadaten
Titel
Microstructure Evolution and Phase Formation of Fe25Ni25CoxMoy Multi-principal-Component Alloys
verfasst von
N. Liu
W. Ding
X. J. Wang
C. Mu
J. J. Du
L. X. Liu
Publikationsdatum
16.04.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 6/2020
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-020-05751-y

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2020

Metallurgical and Materials Transactions A 6/2020 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.