Effect of carbon content on the microstructure and phases of (Ti,V,Nb,Cr,Mo)Cx high-entropy carbide

High-entropy carbide (TiVNbCrMo)Cx with varying carbon content (x = 13-16 wt%) was synthesized using conventional argon sintering at 1800°C. Homogeneous distribution of ele-ments was obtained at x = 15 wt% of C, while the presence of residual secondary carbide was observed among all samples with varied carbon content. Density of the high-entropy carbides increases with increasing carbon concentration. The results reveal significant changes in both the microstructure and phase composition. A precise carbon window is required to attain homogeneous distribution among the elements to form a stabilized high-entropy face-centered cubic (FCC) phase structure. Deviations from this narrow carbon window lead to the segregation of chromium in the microstructure, which in turn alters the stoichiometry of the high-entropy carbide system.

Kõrgentroopiakarbiidi (Ti,V,Nb,Cr,Mo)Cx, mille süsinikusisaldust varieeriti vahemikus x = 13–16 massi%, sünteesiti argooni keskkonnas paagutamise teel 1800°C juures. Süsinikusisaldusega x = 15 massi% saavutati ühtlane elementide jaotus, kuid kõigis erineva süsinikusisaldusega proovikehades esines sekundaarkarbiide. Kõrgentroopiakarbiidide tihedus suurenes süsinikusisalduse kasvuga. Tulemused näitavad märgatavaid muutusi nii mikrostruktuuris kui ka faasilises koostises. Et tagada elementide ühtlane jaotumine ning stabiilse tahkkesendatud kristallvõrega kõrgentroopiafaasist koosneva struktuuri moodustumine, peab süsinikusisal dus jääma kindlasse vahemikku. Süsinikusisalduse kõrvalekalle sellest kitsast vahemikust põhjustab kroomisegregatsiooni mikrostruktuuris, mis omakorda muudab kõrgentroopiakarbiidi süsteemi stöhhiomeetriat.