Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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In the current study, we investigate an interaction under high-pressure high-temperature of single phase fcc-, hcp- and bcc-structured high-entropy alloys with hydrogen, carbon and nitrogen to obtain high-entropy hydrides, carbides and nitrides. Structural changes in high-entropy alloys upon compression and heating in the presence of these light elements are in the focus of our investigation. An easy route to high-entropy hydrides, carbides and nitrides will open new synthetic horizons in compositionally complex materials. Our study suggests that high-entropy alloys form high- entropy hydrides mainly with a composition close to M:H 1:1 ratio. Hydrides can be obtained under compression with hydrogen as a pressure compression medium or using hydrogen fluid as reactive agent.
The high-temperature corrosion behavior of the medium-entropy alloy Cr33Co33Ni33 (MEA) and the high-entropy alloy Fe20Cr20Co20Ni20Mn20 (HEA) in a mixed gas atmosphere of 10% H2O-2% O2 -0.5% SO2 + Ar as carrier gas [Vol.%] at 800 °C with duration times of t = 24h, 48h and 96h was investigated. Both alloys have a single-phase fcc microstructure. The oxidation kinetics of the HEA-CrMnFeCoNi roughly followed a linear rate law and a slow oxide growth was observable for the MEA-CrCoNi. The scale thickness of the corrosion layer in the quinary alloy increased with exposure time, while the scale thickness in the ternary alloy remained constant at around 1 µm. The MEA-CrCoNi developed a protective Cr2O3 layer with minor buckled parts. Co,Ni-chromite (Co,Ni)Cr2O4 was detected by XRD in minor amounts. The scale on HEA-CrMnFeCoNi displayed a triplex structure of a thin, continuous, inner Cr2O3 layer, a dense, intermediate Mn3O4 layer, and a thick, outer, porous layer consisting of Mn3O4 and MnSO4. Sulphides were only identified in the matrix of HEA-CrMnFeCoNi. Thermodynamic equilibrium calculations with FactSage (Log(S2) vs. Log(O2), ΔG of reactions) are in good agreement with these observations. The intense diffusion of Cr in the ternary alloy leads to an immediate formation of a protective Cr2O3 layer. The fast diffusion of Mn through the bulk HEA material and through the formed Cr2O3 layer compared to the other alloying elements is considered as the rate-limiting process.
Hochfeste und -warmfeste Legierungen nehmen in vielen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus eine immer größere Rolle ein, deren Wirtschaftlichkeit und Effizienz durch eine kostensparende und präzise fügetechnische und abtragende Fertigung bestimmt wird. Komponenten aus modernen hochfesten Werkstoffen erfordern aufgrund ihres spezifischen Legierungskonzeptes und Gefüges und der oft hohen thermo-mechanischen Belastungen speziell adaptierte Fertigungsabläufe. Der Beitrag stellt einige Themenschwerpunkte vor, bei denen fertigungsbedingte Beanspruchungen und Eigenschaftsdegradationen an hochinnovativen Werkstoffen optimiert und wirtschaftliche Fertigungsbedingungen untersucht werden.
Hochfeste und -warmfeste Legierungen nehmen in vielen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus eine immer größere Rolle ein, deren Wirtschaftlichkeit und Effizienz durch eine kostensparende und präzise fügetechnische und abtragende Fertigung bestimmt wird. Komponenten aus modernen hochfesten Werkstoffen erfordern aufgrund ihres spezifischen Legierungskonzeptes und Gefüges und der oft hohen thermo-mechanischen Belastungen speziell adaptierte Fertigungsabläufe. Der Beitrag stellt einige Themenschwerpunkte vor, bei denen fertigungsbedingte Beanspruchungen und Eigenschaftsdegradationen an hochinnovativen Werkstoffen optimiert und wirtschaftliche Fertigungsbedingungen untersucht werden.