Mecanismo de la segregación del elemento aluminio en la aleación de media entropía CrCoNiAl0.014 fundida: un estudio experimental y de simulación híbrida MD/MC
Autores: Xue, Baoshuai; Feng, Zhongxue; Chen, Jinliang; Zhang, Chao; Li, Tongman; Tan, Jun; Li, Caiju; Yi, Jianhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aluminio
Segregación
Propiedades mecánicas
Distribución de elementos
Comportamiento de difusión
Límite dendrítico
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La segregación de elementos en la aleación de entropía media (MEA) CrCoNiAl0.014 fundida tiene una influencia significativa en sus propiedades mecánicas. Este estudio se centró en la segregación de aluminio en la MEA CrCoNiAl0.014 fundida a temperatura ambiente (300 K). La distribución de elementos, morfología y tipo de precipitados formados por la segregación elemental fueron identificados mediante microscopía óptica, difracción de rayos X, microanálisis por sonda electrónica y microscopía electrónica de transmisión. La segregación de Al existió en el límite dendrítico en la matriz MEA cúbica centrada en las caras (FCC). Se llevaron a cabo simulaciones híbridas de dinámica molecular y Monte Carlo para analizar el comportamiento de difusión y la afinidad química de Al, así como para comprender el mecanismo de segregación de Al a escala atómica. Al mostró una velocidad de difusión más rápida y una mayor afinidad química que Ni, Cr y Co a la misma temperatura. Al se segregó en el límite dendrítico para formar la fase rica en Al. Además, a medida que se aumentaba la temperatura, la vibración térmica atómica de estos cuatro elementos se volvía más intensa, y la segregación de Al era más grave. Sin embargo, la segregación de Al mejoró la difusión uniforme de Cr, Co y Ni. Por lo tanto, este estudio proporciona una referencia para futuras reducciones en la segregación de elementos y mejoras en las propiedades mecánicas de la MEA.
Descripción
La segregación de elementos en la aleación de entropía media (MEA) CrCoNiAl0.014 fundida tiene una influencia significativa en sus propiedades mecánicas. Este estudio se centró en la segregación de aluminio en la MEA CrCoNiAl0.014 fundida a temperatura ambiente (300 K). La distribución de elementos, morfología y tipo de precipitados formados por la segregación elemental fueron identificados mediante microscopía óptica, difracción de rayos X, microanálisis por sonda electrónica y microscopía electrónica de transmisión. La segregación de Al existió en el límite dendrítico en la matriz MEA cúbica centrada en las caras (FCC). Se llevaron a cabo simulaciones híbridas de dinámica molecular y Monte Carlo para analizar el comportamiento de difusión y la afinidad química de Al, así como para comprender el mecanismo de segregación de Al a escala atómica. Al mostró una velocidad de difusión más rápida y una mayor afinidad química que Ni, Cr y Co a la misma temperatura. Al se segregó en el límite dendrítico para formar la fase rica en Al. Además, a medida que se aumentaba la temperatura, la vibración térmica atómica de estos cuatro elementos se volvía más intensa, y la segregación de Al era más grave. Sin embargo, la segregación de Al mejoró la difusión uniforme de Cr, Co y Ni. Por lo tanto, este estudio proporciona una referencia para futuras reducciones en la segregación de elementos y mejoras en las propiedades mecánicas de la MEA.