Una simulación de dinámica molecular para arrojar luz sobre la aleación mecánica de una aleación Al-Zr inducida por deformación plástica severa
Autores: Morkina, Alina Y.; Babicheva, Rita I.; Korznikova, Elena A.; Enikeev, Nariman A.; Edalati, Kaveh; Dmitriev, Sergey V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Trabajo experimental
Deformación plástica severa
Solución sólida no equilibrada
Circonio
Aluminio
Disolución mecánica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
En un trabajo experimental reciente, como resultado de una deformación plástica severa, se obtuvo una solución sólida no equilibrada a pesar de la muy limitada solubilidad del zirconio (Zr) en el aluminio (Al). Esto abre un nuevo camino en el desarrollo de aleaciones tratables térmicamente con propiedades eléctricas y mecánicas mejoradas, donde los elementos disueltos mecánicamente pueden formar partículas intermetálicas que contribuyen al endurecimiento por precipitación. En el presente estudio, se realizaron simulaciones de dinámica molecular para comprender mejor el proceso de disolución mecánica de Zr dentro de un modelo de Al, con átomos de Zr segregados a lo largo de sus límites de grano. Se analizaron curvas de esfuerzo-deformación, funciones de distribución radial y mecanismos de deformación plástica y disolución de Zr en Al. Se revela que la orientación del límite de grano con segregación normal a la dirección de corte promueve una mezcla más eficiente de los componentes de la aleación en comparación con su disposición paralela. Esto sucede porque en el segundo caso, el deslizamiento del límite de grano es el principal mecanismo de deformación, y Zr tiende a permanecer dentro de las interfaces. En contraste, la participación de dislocaciones en el caso de la orientación normal de los límites de grano con segregación de Zr contribuye significativamente a la deformación y facilita una mejor disolución de Zr en la matriz de Al. Los hallazgos obtenidos pueden proporcionar nuevas perspectivas considerando el papel de la textura durante la aleación mecánica de metales muy disímiles.
Descripción
En un trabajo experimental reciente, como resultado de una deformación plástica severa, se obtuvo una solución sólida no equilibrada a pesar de la muy limitada solubilidad del zirconio (Zr) en el aluminio (Al). Esto abre un nuevo camino en el desarrollo de aleaciones tratables térmicamente con propiedades eléctricas y mecánicas mejoradas, donde los elementos disueltos mecánicamente pueden formar partículas intermetálicas que contribuyen al endurecimiento por precipitación. En el presente estudio, se realizaron simulaciones de dinámica molecular para comprender mejor el proceso de disolución mecánica de Zr dentro de un modelo de Al, con átomos de Zr segregados a lo largo de sus límites de grano. Se analizaron curvas de esfuerzo-deformación, funciones de distribución radial y mecanismos de deformación plástica y disolución de Zr en Al. Se revela que la orientación del límite de grano con segregación normal a la dirección de corte promueve una mezcla más eficiente de los componentes de la aleación en comparación con su disposición paralela. Esto sucede porque en el segundo caso, el deslizamiento del límite de grano es el principal mecanismo de deformación, y Zr tiende a permanecer dentro de las interfaces. En contraste, la participación de dislocaciones en el caso de la orientación normal de los límites de grano con segregación de Zr contribuye significativamente a la deformación y facilita una mejor disolución de Zr en la matriz de Al. Los hallazgos obtenidos pueden proporcionar nuevas perspectivas considerando el papel de la textura durante la aleación mecánica de metales muy disímiles.