blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2023-5-594-596blackmet-2633Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMATERIAL SCIENCEОб ограниченной возможности использования Al2O3 и Al–Zn для защиты от коррозии в камере соляного тумана сплавов GdTbDyHoSc и GdTbDyHoYOn limited possibility of using Al2O3 and Al–Zn for corrosion protection of GdTbDyHoSc and GdTbDyHoY alloys in a salt mist chamberhttps://orcid.org/0000-0001-5964-5477ГельчинскийБ. Р.Gel’chinskiiB. R.

Борис Рафаилович Гельчинский, д.ф.-м.н., профессор, руководитель научного отдела

Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

Boris R. Gel’chinskii, Dr. Sci. (Phys.–Math.), Prof., Head of the Science Department

101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation

brg47@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3357-0133ИльиныхН. И.Il’inykhN. I.

Нина Иосифовна Ильиных, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник, Институт металлургии Уральского отделения РАН; старший научный сотрудник, Южно-Уральский государственный университет

Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

Россия, 454080, Челябинск, пр. Ленина, 76

 

Nina I. Il’inykh, Cand. Sci. (Phys.-Math.), Senior Researcher, Institute of Metallurgy, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Senior Researcher, South Ural State University

101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation

76 Lenina Ave., Chelyabinsk 454080, Russian Federation

ninail@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4406-3380ИгнатьеваЕ. В.Ignat’evaE. V.

Елена Викторовна Игнатьева, научный сотрудник

Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

Elena V. Ignat’eva, Research Associate

101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation

l.ig_a@mail.ruИнститут металлургии Уральского отделения РАНРоссияInstitute of Metallurgy, Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут металлургии Уральского отделения РАН; Южно-Уральский государственный университетРоссияInstitute of Metallurgy, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; South Ural State UniversityRussian Federation202311112023665594596Copyright © Гельчинский Б.Р., Ильиных Н.И., Игнатьева Е.В., 20232023Гельчинский Б.Р., Ильиных Н.И., Игнатьева Е.В.Gel’chinskii B.R., Il’inykh N.I., Ignat’eva E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/2633

В настоящее время особый интерес представляют высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) с гексагональной плотноупакованной структурой, состоящие из редкоземельных (РЗМ) элементов. В работе проведено исследование возможности Al2O3 и Al:Zn (1:1) играть роль защитных покрытий для ВЭС РЗМ GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY. Образцы ВЭС РЗМ синтезированы из металлов чистотой ≥99,9 % расплавлением в электродуговой печи в атмосфере Ar (99,99 %). Покрытия на образцы наносились методом сверхзвукового плазменного напыления. Коррозионную стойкость определяли в камере соляного тумана в течение 48 ч. Установлено, что для всех исследованных образцов коррозионное воздействие в условиях соляного тумана приводит к деградации основного материала сплава. Образцы с покрытием Al:Zn (1:1) в условиях соляного тумана показывают меньшую стойкость, чем образцы с покрытием из Al2O3 вследствие имеющего место химического взаимодействия между алюминием и раствором хлорида натрия.

Nowadays high-entropy alloys (HEAs) with a hexagonal close packed structure consisting of rare-earth metals (REM) are of particular interest. In this work, we investigated the possibility of using of Al2O3 and Al:Zn (1:1) as a  protective coatings for REM HEAs GdTbDyHoSc and GdTbDyHoY. The REM HEAs samples were synthesized from metals of purity ≥99.9 % by melting in an electric arc furnace under Ar atmosphere (99.99 %). The samples were coated by supersonic plasma spraying. Corrosion resistance was determined in a salt mist chamber for 48 h. It was found that for all studied samples corrosive effect in conditions of salt mist leads to degradation of the base material of the alloy. Samples coated with Al:Zn (1:1) under salt mist conditions showed less resistance than samples coated with Al2O3 due to the chemical interaction between aluminum and sodium chloride solution. 

коррозиязащитные покрытиякоррозионная стойкостьограничение примененияВЭСРЗМcorrosionprotective coatingscorrosion resistancelimitation of usehigh-entropy alloy (HEA)rare-earth metal (REM)Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 21-43-00015) с использованием оборудования ЦКП «Урал-М».The work was supported by the Russian Science Foundation (grant No. 21-43-00015) using the equipment of the Center for Collective Use “Ural-M”.ReferencesZhang Y., Zuo T.T., Tang Z., Gao M.C., Dahmen K.A., Liaw P.K., Lu Z.P. Microstructures and properties of high-entropy alloys. Progress in Materials Science. 2014;61:1–93. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.10.001Zhang Y., Zuo T.T., Tang Z., Gao M.C., Dahmen K.A., Liaw P.K., Lu Z.P. Microstructures and properties of high-entropy alloys. Progress in Materials Science. 2014;61:1–93. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.10.001Takeuchi K., Amiya T., Wada K., Yubuta W., Zhang W. High-entropy alloys with a hexagonal close-packed structure designed by equi-atomic alloy strategy and binary phase diagrams. JOM. 2014;66:1984–1992. https://doi.org/10.1007/s11837-014-1085-xTakeuchi K., Amiya T., Wada K., Yubuta W., Zhang W. High-entropy alloys with a hexagonal close-packed structure designed by equi-atomic alloy strategy and binary phase diagrams. JOM. 2014;66:1984–1992. https://doi.org/10.1007/s11837-014-1085-xFeuerbacher M., Heidelmann M., Thomas C. Hexagonal high-entropy alloys. Materials Research Letters. 2014;3(1):1–6. https://doi.org/10.1080/21663831.2014.951493Feuerbacher M., Heidelmann M., Thomas C. Hexagonal high-entropy alloys. Materials Research Letters. 2014;3(1):1–6. https://doi.org/10.1080/21663831.2014.951493Lužnik J., Koželj P., Vrtnik S., Jelen A., Jagličić Z., Meden A., Feuerbacher M., Dolinšek J. Complex magnetism of Ho-Dy-Y-Gd-Tb hexagonal high-entropy alloy. Physical Review B. 2015;92:224201. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.224201Lužnik J., Koželj P., Vrtnik S., Jelen A., Jagličić Z., Meden A., Feuerbacher M., Dolinšek J. Complex magnetism of Ho-Dy-Y-Gd-Tb hexagonal high-entropy alloy. Physical Review B. 2015;92:224201. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.224201Zhao Y.J., Qiao J.W., Ma S.G., Gao M.C., Yang H.J., Chen M.W., Zhang Y. A hexagonal close-packed high-entropy alloy: The effect of entropy. Materials & Design. 2016;96: 10–15. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.01.149Zhao Y.J., Qiao J.W., Ma S.G., Gao M.C., Yang H.J., Chen M.W., Zhang Y. A hexagonal close-packed high-entropy alloy: The effect of entropy. Materials & Design. 2016;96: 10–15. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.01.149Упоров С.А., Эстемирова С.Х., Стерхов Е.В., Зайцева П.В., Скрыльник М.Ю., Шуняев К.Ю., Ремпель А.А. Особенности кристаллизации, структуры и термической стабильности высокоэнтропийных сплавов GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY. Расплавы. 2022;(5):443–453.Uporov S.A., Ehstemirova S.Kh., Sterkhov E.V., Zai­tseva P.V., Skryl’nik M.Yu., Shunyaev K.Yu., Rempel’ A.A. Features of crystallization, structure, and thermal stability of high-entropy GdTbDyHoSc and GdTbDyHoY alloys. Rasplavy. 2022;(5):443–453.Ilinykh S.A., Sarsadskih K.I., Chusov S.A., Korolev O.A., Achmetshin S.M., Krashaninin V.A. The study of powder coatings based on Al and Ni, obtained by supersonic plasma spraying. Journal of Physics: Conference Series. 2019;1281:012027. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1281/1/012027Ilinykh S.A., Sarsadskih K.I., Chusov S.A., Korolev O.A., Achmetshin S.M., Krashaninin V.A. The study of powder coatings based on Al and Ni, obtained by supersonic plasma spraying. Journal of Physics: Conference Series. 2019;1281:012027. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1281/1/012027

The authors declare that there are no conflicts of interest present.