Efectos de los elementos en la microestructura y las propiedades mecánicas de aleaciones de alta entropía AlCoCrFeNiTi
Autores: Zhang, Jingli; Xin, Shewei; Zhang, Yongqiang; Guo, Ping; Sun, Huamei; Li, Ting; Qin, Cheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
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Las aleaciones de alta entropía AlCoCrFeNiTi (HEAs) han atraído mucha atención debido a sus excelentes propiedades mecánicas. Aquí, estudiamos sistemáticamente los efectos de los elementos en la microestructura y las propiedades mecánicas de las HEAs AlCoCrFeNiTi. Los resultados mostraron que la composición de fase y la morfología se ven significativamente afectadas por los elementos. Con el aumento de la adición de Ti, los parámetros de la red de la fase de solución sólida aumentaron ligeramente y se produjo una distorsión de la red. El Al cambia la estructura cristalina de FCC a BCC y reduce la energía de distorsión de la red de la aleación. La fase BCC aumenta claramente con el aumento del contenido de Al. Sin embargo, el exceso de Al, Ti y Cr promueve la formación de fases de compuestos intermetálicos, mientras que Ni, Fe y Co promueven la transformación de la aleación en una solución sólida. Las propiedades de las HEAs AlCoCrFeNiTi están estrechamente relacionadas con su composición de fase y morfología. Cuando las HEAs consisten solo en fases FCC y BCC, su ductilidad y resistencia mejoran considerablemente. La presencia de una fase de compuesto intermetálico en la microestructura puede reducir significativamente la entropía configuracional de las soluciones sólidas adyacentes, reduciendo así el efecto de refuerzo de las soluciones sólidas. Además, las HEAs AlCoCrFeNiTi con diferentes microestructuras muestran diferentes mecanismos de deformación. La deformación de las HEAs FCC + BCC con estructuras celulares es uniforme y presenta gran plasticidad y resistencia. Cuando las HEAs de estructura celular contienen BCC equiaxial, BCC/FCC lamelar grueso o fases de compuestos intermetálicos, tienden a ocurrir y propagarse grietas a lo largo del límite de fase debido a la deformación no uniforme local. Para las HEAs AlCoCrFeNiTi con estructuras dendríticas, después de la iniciación en el límite de fase, la grieta no se propaga fácilmente a la fase FCC dendrítica, sino que provoca la fractura de la fase BCC interdendrítica.
Descripción
Las aleaciones de alta entropía AlCoCrFeNiTi (HEAs) han atraído mucha atención debido a sus excelentes propiedades mecánicas. Aquí, estudiamos sistemáticamente los efectos de los elementos en la microestructura y las propiedades mecánicas de las HEAs AlCoCrFeNiTi. Los resultados mostraron que la composición de fase y la morfología se ven significativamente afectadas por los elementos. Con el aumento de la adición de Ti, los parámetros de la red de la fase de solución sólida aumentaron ligeramente y se produjo una distorsión de la red. El Al cambia la estructura cristalina de FCC a BCC y reduce la energía de distorsión de la red de la aleación. La fase BCC aumenta claramente con el aumento del contenido de Al. Sin embargo, el exceso de Al, Ti y Cr promueve la formación de fases de compuestos intermetálicos, mientras que Ni, Fe y Co promueven la transformación de la aleación en una solución sólida. Las propiedades de las HEAs AlCoCrFeNiTi están estrechamente relacionadas con su composición de fase y morfología. Cuando las HEAs consisten solo en fases FCC y BCC, su ductilidad y resistencia mejoran considerablemente. La presencia de una fase de compuesto intermetálico en la microestructura puede reducir significativamente la entropía configuracional de las soluciones sólidas adyacentes, reduciendo así el efecto de refuerzo de las soluciones sólidas. Además, las HEAs AlCoCrFeNiTi con diferentes microestructuras muestran diferentes mecanismos de deformación. La deformación de las HEAs FCC + BCC con estructuras celulares es uniforme y presenta gran plasticidad y resistencia. Cuando las HEAs de estructura celular contienen BCC equiaxial, BCC/FCC lamelar grueso o fases de compuestos intermetálicos, tienden a ocurrir y propagarse grietas a lo largo del límite de fase debido a la deformación no uniforme local. Para las HEAs AlCoCrFeNiTi con estructuras dendríticas, después de la iniciación en el límite de fase, la grieta no se propaga fácilmente a la fase FCC dendrítica, sino que provoca la fractura de la fase BCC interdendrítica.