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Simultaneously improving mechanical properties and oxidation resistance of Ti-bearing high-entropy superalloys at intermediate temperature via silicon addition

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第26期157卷 30-41页

作者： Shaofei Liu Weicheng Xiao Bo Xiao Jiang Ju Yinghao Zhou Yilu Zhao Zengbao Jiao Junhua Luan Qian Li Jinxiong Hou Ji-jung Kai Tao Yang Department of Mechanical Engineering City University of Hong KongHong Kong 999077China Center for Advanced Nuclear Safety and Sustainable Development City University of Hong KongHong Kong 999077China Department of Materials Science and Engineering City University of Hong KongHong Kong 999077China School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyShenzhen 518055China Department of Mechanical Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityHong Kong 999077China Hong Kong Institute for Advanced Study City University of Hong KongHong Kong 999077China

Ti-bearing high-entropy superalloys(HESAs)often suffer from severe intergranular embrittlement and terrible oxidation degradation at intermediate *** we showcase that minor Si addition can effectively mitigate the intergranular embrittlement and improve the oxidation resistance of the a(Ni_(2)Co_(2)FeCr)_(92) Ti_(4)Al_(4) HESA at 700℃ *** analysis revealed that the intergranu-lar G phase induced by 2 at%Si addition can effectively suppress the inward diffusion of oxygen along grain boundaries at 700℃,thus enhancing the tensile ductility of the alloy from∼8.3%to∼13.4%.Be-sides,the 2 at%Si addition facilitated the formation of a continuous Al_(2)O_(3) layer during oxidation,con-tributing to a remarkable reduction in the growth rate of the oxide scale to a quarter of the Si-free *** results demonstrate that Si can be a favorable alloying element to design advanced HESAs with syn-ergistically improved thermal-mechanical performance.

关键词： high-entropy superalloy Mechanical property Oxidation behavior Intermediate temperature Silicon addition

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高密度金属间化合物纳米颗粒强化型单晶高熵超合金的高温氧化行为

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Science China Materials 2023年第11期66卷 4239-4250页

作者：肖维城鞠江刘少飞肖博周英豪开执中赵怡潞杨涛 Department of Materials Science and Engineering City University of Hong KongHong Kong 999077China Department of Mechanical Engineering City University of Hong KongHong Kong 999077China Hong Kong Branch of National Precious Metals Material Engineering Research Centre(NPMM) City University of Hong KongHong Kong 999077China Center for Advanced Nuclear Safety and Sustainable Development City University of Hong KongHong Kong 999077China School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of Technology(Shenzhen)Shenzhen 518055China City University of Hong Kong Shenzhen Research Institute Shenzhen 518057China

本文系统研究了单晶L_(12)强化富Co高熵超合金Co_(41)Ni_(35)Al_(11.5)-Ta_(2.5)Cr_(4)Ti_(6)(at%)在空气中800,900和1000℃下的氧化行为.结果表明,该合金在800至1000℃范围内均表现出优异的抗氧化性.其中,在800℃氧化后,合金表面形成... 详细信息

本文系统研究了单晶L_(12)强化富Co高熵超合金Co_(41)Ni_(35)Al_(11.5)-Ta_(2.5)Cr_(4)Ti_(6)(at%)在空气中800,900和1000℃下的氧化行为.结果表明,该合金在800至1000℃范围内均表现出优异的抗氧化性.其中,在800℃氧化后,合金表面形成了双层氧化膜,由TiO_(2)/Al_(2)O_(3)混合层和Cr_(2)O_(3)层组成.连续但不致密的Cr_(2)O_(3)层不能有效抑制内部氧化和内部氮化.在900和1000℃时形成复杂的分级结构氧化膜,主要成分为尖晶石、Cr_(2)O_(3)、TiTaO_(4)和Al_(2)O_(3).值得注意的是,在900至1000℃的温度范围内发现抗氧化性出现了反常提高.具体来说,在1000℃下形成的更复杂和连续的五层氧化层,特别是底部的连续致密的Al_(2)O_(3)层,赋予合金在1000℃下优异的抗氧化性.

关键词： high-entropy superalloy high-temperature oxidation FIB-TEM oxide scale oxidation diffusion

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