КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-79-10043
НазваниеРазработка и исследование жаропрочных высокоэнтропийных сплавов с упорядоченной В2 структурой на основе системы Al-Nb-Ti-V-Zr
Руководитель Юрченко Никита Юрьевич, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" , Белгородская обл
Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий
Ключевые слова Высокоэнтропийные сплавы; тугоплавкие высокоэнтропийные сплавы; В2 структура; упорядочение; механическое поведение; механизмы деформации; рекристаллизация; фазовые превращения; прочность; пластичность; жаростойкость; жаропрочность
Код ГРНТИ53.49.05
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Тугоплавкие высокоэнтропийные сплавы (тугоплавкие ВЭСы), вследствие их высокой прочности при повышенных температурах, в последнее время является объектом особого интереса мирового материаловедческого сообщества, рассматривающего их в качестве перспективной замены существующих жаропрочных сплавов. При этом выдающиеся механические свойства многих тугоплавких ВЭСов часто связывают с формированием упорядоченной B2 фазы при легировании алюминием.
Известно, что на механическое поведение простых В2 сплавов, например, NiAl и FeAl, оказывают значительное влияние химический состав, температура, микроструктура и скорость деформации. С ростом температуры может происходить смена действующих систем дислокационного скольжения, что является одной из причин положительной температурной зависимости прочности. В ряде В2 сплавов, в которых температура упорядочения лежит ниже температуры плавления, механическое поведение сложным образом зависит от степени порядка (количественного показателя, характеризующего заполненность узлов, образующих сверхструктурные подрешетки, атомами одного из двух компонентов) В2 фазы. Однако подобные исследования для композиционно-сложных В2 фаз на основе тугоплавких элементов отсутствуют. В свою очередь, постановка таких исследований, направленных на понимание различных аспектов поведения многокомпонентных интерметаллидов, которые могут служить основой или упрочнителем новых жаропрочных сплавов, является, несомненно, актуальным для развития материаловедения перспективных металлических материалов.
Научная новизна данного проекта заключается в получении качественно нового фундаментального знания о широком спектре характеристик многокомпонетных В2 фаз на основе тугоплавких элементов различного состава, которое будет использовано для разработки новых жаропрочных ВЭСов с улучшенным комплексом механических свойств для потенциальных применений в аэрокосмической и энергетической отраслях в качестве деталей компрессора газотурбинных двигателей.
В ходе выполнения проекта будут детально изучены механизмы деформации и упрочнения «модельного» сплава AlNbTiVZr0.25 (цифры указывают атомную долю компонента; если цифра не указана – атомная доля компонента равна 1) в различных температурно-скоростных условиях. Данный сплав, предложенный ранее заявителями проекта, обладает привлекательным комплексом свойств и практически однофазной В2 структурой, что делает его удобным материалом для проведения фундаментальных исследований и основой для последующей разработки новых однофазных В2 композиций с улучшенными характеристиками. Далее, посредством варьирования содержания алюминия в однофазных B2 сплавах системы Al-Nb-Ti-V-Zr, будет оценено влияние химического состава, “степени порядка” (качественного показателя, ввиду многокомпонентности В2 фазы) и параметров микроструктуры на механические свойства, механизмы деформации и упрочнения сплавов. Будет изучено влияние длительных высокотемпературных отжигов на структуру и механические свойства В2 сплавов системы Al-Nb-Ti-V-Zr разного состава. Будет определен сплав с относительно стабильными структурой и механическими свойствами. Для выбранного сплава будут оценены характеристики жаростойкости и жаропрочности, важные для эксплуатации в условиях повышенных температур и нагрузок.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Юрченко Н.Ю., Панина Е.С., Жилина М.А., Салищев Г.А., Степанов Н.Д. YIELD STRENGTH ANOMALY IN A B2 MATRIX AlNbTiVZr0.25 REFRACTORY HIGH ENTROPY ALLOY SYNTHESIS, STRUCTURE, AND PROPERTIES OF HIGHENTROPY MATERIALS : Abstracts of the III International Conference and School of Young Scientists, P. 97-98 (год публикации - 2021)
2.
Юрченко Н.Ю., Панина Е.С., Беляков А.Н., Салищев Г.А., Жеребцов С.В., Степанов Н.Д.
On the yield stress anomaly in a B2-ordered refractory AlNbTiVZr0.25 high-entropy alloy
Materials Letters, V. 311, номер статьи 131584 (год публикации - 2022)
10.1016/j.matlet.2021.131584
3.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Жеребцов С., Степанов Н.
Overcoming the strength-ductility trade-off in refractory medium-entropy alloys via controlled B2 ordering
Materials Research Letters, 10(12), 813-823 (год публикации - 2022)
10.1080/21663831.2022.2109442
4.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Новиков В., Салищев Г., Жеребцов С., Степанов Н.
Effect of B2 ordering on the tensile mechanical properties of refractory AlxNb40Ti40V20−x medium-entropy alloys
Journal of Alloys and Compounds, Volume 937, 15 March 2023, 168465 (год публикации - 2023)
10.1016/j.jallcom.2022.168465
5.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Элети Р., Волосевич Д., Климова-Корсмик О., Салищев Г., Жеребцов С., Степанов Н.
Temperature-dependent plastic deformation of a refractory Al7.5(NbTiZr)92.5 medium-entropy alloy with a bcc+B2 structure
Materialia, Volume 28, May 2023, 101766 (год публикации - 2023)
10.1016/j.mtla.2023.101766
6. Панина Е.С., Юрченко Н.Ю., Тожибаев А.A., Мишунин М.В., Жеребцов С.В., Степанов Н.Д. Исследование структуры и механических свойств тугоплавких высокоэнтропийных сплавов на основе системы Nb-Mo-Co-X (X = Hf, Zr, Ti) Физическая мезомеханика (год публикации - 2023)
7.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Новиков В., Салищев Г., Жеребцов С., Степанов Н.
Tuning the grain and domain sizes to achieve superior room-temperature tensile ductility in a B2-ordered refractory Al15Nb40Ti40V5 medium-entropy alloy
Materials Science and Engineering: A, Volume 874, 25 May 2023, 145073 (год публикации - 2023)
10.1016/j.msea.2023.145073
8.
Юрченко Н., Капустин Д., Панина Е., Новиков В., Клименко Д., Жеребцов С., Степанов Н.
Structure and mechanical properties of a refractory Al7.5(NbTiZr)92.5 medium-entropy alloy subjected to long-term annealing and oxidation
Materials Science and Engineering: A, Volume 909, September 2024, 146828 (год публикации - 2024)
10.1016/j.msea.2024.146828
Публикации
1. Юрченко Н.Ю., Панина Е.С., Жилина М.А., Салищев Г.А., Степанов Н.Д. YIELD STRENGTH ANOMALY IN A B2 MATRIX AlNbTiVZr0.25 REFRACTORY HIGH ENTROPY ALLOY SYNTHESIS, STRUCTURE, AND PROPERTIES OF HIGHENTROPY MATERIALS : Abstracts of the III International Conference and School of Young Scientists, P. 97-98 (год публикации - 2021)
2.
Юрченко Н.Ю., Панина Е.С., Беляков А.Н., Салищев Г.А., Жеребцов С.В., Степанов Н.Д.
On the yield stress anomaly in a B2-ordered refractory AlNbTiVZr0.25 high-entropy alloy
Materials Letters, V. 311, номер статьи 131584 (год публикации - 2022)
10.1016/j.matlet.2021.131584
3.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Жеребцов С., Степанов Н.
Overcoming the strength-ductility trade-off in refractory medium-entropy alloys via controlled B2 ordering
Materials Research Letters, 10(12), 813-823 (год публикации - 2022)
10.1080/21663831.2022.2109442
4.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Новиков В., Салищев Г., Жеребцов С., Степанов Н.
Effect of B2 ordering on the tensile mechanical properties of refractory AlxNb40Ti40V20−x medium-entropy alloys
Journal of Alloys and Compounds, Volume 937, 15 March 2023, 168465 (год публикации - 2023)
10.1016/j.jallcom.2022.168465
5.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Элети Р., Волосевич Д., Климова-Корсмик О., Салищев Г., Жеребцов С., Степанов Н.
Temperature-dependent plastic deformation of a refractory Al7.5(NbTiZr)92.5 medium-entropy alloy with a bcc+B2 structure
Materialia, Volume 28, May 2023, 101766 (год публикации - 2023)
10.1016/j.mtla.2023.101766
6. Панина Е.С., Юрченко Н.Ю., Тожибаев А.A., Мишунин М.В., Жеребцов С.В., Степанов Н.Д. Исследование структуры и механических свойств тугоплавких высокоэнтропийных сплавов на основе системы Nb-Mo-Co-X (X = Hf, Zr, Ti) Физическая мезомеханика (год публикации - 2023)
7.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Новиков В., Салищев Г., Жеребцов С., Степанов Н.
Tuning the grain and domain sizes to achieve superior room-temperature tensile ductility in a B2-ordered refractory Al15Nb40Ti40V5 medium-entropy alloy
Materials Science and Engineering: A, Volume 874, 25 May 2023, 145073 (год публикации - 2023)
10.1016/j.msea.2023.145073
8.
Юрченко Н., Капустин Д., Панина Е., Новиков В., Клименко Д., Жеребцов С., Степанов Н.
Structure and mechanical properties of a refractory Al7.5(NbTiZr)92.5 medium-entropy alloy subjected to long-term annealing and oxidation
Materials Science and Engineering: A, Volume 909, September 2024, 146828 (год публикации - 2024)
10.1016/j.msea.2024.146828
Публикации
1. Юрченко Н.Ю., Панина Е.С., Жилина М.А., Салищев Г.А., Степанов Н.Д. YIELD STRENGTH ANOMALY IN A B2 MATRIX AlNbTiVZr0.25 REFRACTORY HIGH ENTROPY ALLOY SYNTHESIS, STRUCTURE, AND PROPERTIES OF HIGHENTROPY MATERIALS : Abstracts of the III International Conference and School of Young Scientists, P. 97-98 (год публикации - 2021)
2.
Юрченко Н.Ю., Панина Е.С., Беляков А.Н., Салищев Г.А., Жеребцов С.В., Степанов Н.Д.
On the yield stress anomaly in a B2-ordered refractory AlNbTiVZr0.25 high-entropy alloy
Materials Letters, V. 311, номер статьи 131584 (год публикации - 2022)
10.1016/j.matlet.2021.131584
3.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Жеребцов С., Степанов Н.
Overcoming the strength-ductility trade-off in refractory medium-entropy alloys via controlled B2 ordering
Materials Research Letters, 10(12), 813-823 (год публикации - 2022)
10.1080/21663831.2022.2109442
4.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Новиков В., Салищев Г., Жеребцов С., Степанов Н.
Effect of B2 ordering on the tensile mechanical properties of refractory AlxNb40Ti40V20−x medium-entropy alloys
Journal of Alloys and Compounds, Volume 937, 15 March 2023, 168465 (год публикации - 2023)
10.1016/j.jallcom.2022.168465
5.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Элети Р., Волосевич Д., Климова-Корсмик О., Салищев Г., Жеребцов С., Степанов Н.
Temperature-dependent plastic deformation of a refractory Al7.5(NbTiZr)92.5 medium-entropy alloy with a bcc+B2 structure
Materialia, Volume 28, May 2023, 101766 (год публикации - 2023)
10.1016/j.mtla.2023.101766
6. Панина Е.С., Юрченко Н.Ю., Тожибаев А.A., Мишунин М.В., Жеребцов С.В., Степанов Н.Д. Исследование структуры и механических свойств тугоплавких высокоэнтропийных сплавов на основе системы Nb-Mo-Co-X (X = Hf, Zr, Ti) Физическая мезомеханика (год публикации - 2023)
7.
Юрченко Н., Панина Е., Тожибаев А., Новиков В., Салищев Г., Жеребцов С., Степанов Н.
Tuning the grain and domain sizes to achieve superior room-temperature tensile ductility in a B2-ordered refractory Al15Nb40Ti40V5 medium-entropy alloy
Materials Science and Engineering: A, Volume 874, 25 May 2023, 145073 (год публикации - 2023)
10.1016/j.msea.2023.145073
8.
Юрченко Н., Капустин Д., Панина Е., Новиков В., Клименко Д., Жеребцов С., Степанов Н.
Structure and mechanical properties of a refractory Al7.5(NbTiZr)92.5 medium-entropy alloy subjected to long-term annealing and oxidation
Materials Science and Engineering: A, Volume 909, September 2024, 146828 (год публикации - 2024)
10.1016/j.msea.2024.146828