Estudio del efecto de la adición del SiC en las propiedades de corrosión en las aleaciones de alta entropía (FeCoCrCuNi y FeCoCrNiMn)

Abstract

The high entropy alloys (HEA) FeCoCrNiCu and FeCoCrNiMn were synthesized by mechanical alloying. The pure elements that make up these alloys were alloyed in a planetary mill (FRITSCH, model PULVERISETTE 5), at 300 rpm with a ball / powder ratio of 10: 1 and a ball / ball ratio of 1: 1 (with ball diameters of 8 and 12 mm) for an effective 120 h. Afterwards, aliquots were taken at 2, 5, 15, 30, 60, 100 and 120 h of effective grinding, they were analyzed by X-ray diffraction (XRD), where it is found that at 100 h of effective grinding it was found single face-centered cubic phase (FCC) in the two HEAs. The alloyed powders were mixed at 100 h with 3% SiC (HEA 1 SiC and HEA 2 SiC) looking for dissociation of SiC during sintering in a high temperature tube furnace (Nabertherm model RHTC 80-450 / 15) under an atmosphere of argon, at 1100 ° C for 2 h. The powders alloyed at 100 h of the 2 alloys (HEA 1 and HEA 2) without SiC were also sintered under the same conditions. The sintered specimens (HEA 1, HEA 1 SiC, HEA 2 and HEA 2 SiC) were analyzed by Optical Microscope (MO), Scanning Electron Microscope (SEM) and XRD. Where it was found that there are 2 phases in its microstructure; both in HEA 1 and HEA 1 SiC and in HEA 2 and HEA 2 SiC. These present phases correspond to an FCC and FCC + Cu structure for HEA 1 and HEA 1 SiC, while for HEA 2 and HEA 2 SiC the two phases present are FCC. The SEM images show the presence of SIC particles in HEA 2 SIC, while in HEA 1 SiC no SiC particles were found. The corrosion tests (potentiodynamic polarization) carried out in 3.5% NaCl, show us that the corrosion rate increases with the addition of SiC for HEA 1, for HEA 2 the corrosion rate decreases with the addition of SiC.

Las aleaciones de alta entropía (HEA) FeCoCrNiCu y FeCoCrNiMn fueron sintetizadas por aleado mecánico. Los elementos puros que componen dichas aleaciones fueron aleados en un molino planetario (FRITSCH, modelo PULVERISETTE 5), a 300 rpm con una relación bola/polvo de 10:1 y una relación bola/bola de 1:1 (con diámetros de bola de 8 y 12 mm) durante 120 h efectivas. Posteriormente se tomaron alícuotas a las 2, 5, 15, 30, 60, 100 y 120 h de molienda efectiva, éstas fueron analizadas por difracción de rayos X (DRX), donde se observó que a las 100 h de molienda efectiva se encontró una sola fase cúbica centrada en las caras (FCC) en las 2 HEAs. Se mezclaron los polvos aleados a 100 h con el 3% SiC (HEA 1 SiC y HEA 2 SiC) buscando la disociación del SiC durante la sinterización en un horno tubular de alta temperatura (Nabertherm modelo RHTC 80-450/15) bajo una atmósfera de argón, a 1100° C durante 2 h. También se sinterizaron sólo los polvos aleados a 100 h de las 2 aleaciones (HEA 1 y HEA 2) a las mismas condiciones. Las probetas sinterizadas (HEA 1, HEA 1 SiC, HEA 2 y HEA 2 SiC) fueron analizadas mediante Microscopio óptico (MO), Microscopio electrónico de barrido (MEB) y DRX. Donde se encontró que existen 2 fases en su microestructura; tanto en las HEA 1 y HEA 1 SiC como en las HEA 2 y HEA 2 SiC. Estas fases presentes corresponden a una estructura FCC y FCC + Cu para la HEA 1 y HEA 1 SiC, mientras que para la HEA 2 y HEA 2 SiC las dos fases presentes son FCC. Las imágenes del MEB muestran la presencia de partículas de SIC en la HEA 2 SIC, mientras que en la HEA 1 SiC no se encontraron partículas del SiC. Las pruebas de corrosión (polarización potenciodinámica) realizadas en 3.5 % NaCl, nos muestran que aumenta la velocidad de corrosión con la adición de SiC para la HEA 1, para la HEA 2 disminuye la velocidad de corrosión con la adición de SiC.