Aleación de dos fases extremadamente resistente a las fracturas
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Higo. 1 Microestructura jerárquica de chevron. (A a C) EEES de fundición convencional que sirve aquí como material de referencia. (A) Imagen electrónica retrodispersada por SEM. (B) Mapa de fase de difracción por retrodispersión de electrones (EBSD) (izquierda) y mapa de figura de polo inverso (IPF) (derecha). (C) Diagrama esquemático. (D a I) EEES solidificado direccionalmente con una microestructura de cheurón jerárquica. Las flechas negras en (D) y (E) indican la dirección DS, así como la dirección de la carga de tracción en la Figura 2A. (D) Imagen de retrodispersión electrónica SEM que muestra que la microestructura está compuesta de granos columnares. Los límites de los granos están marcados con líneas punteadas negras. (E) Mapas de fase de EBSD e IPF ampliados que muestran el grano columnar compuesto de AEC y BEC. Las líneas negras sólidas y punteadas marcan los límites del grano y de la colonia, respectivamente. [(F) and (I)] Diagrama esquemático de la estructura de la viga y su principio de formación, respectivamente. (G) Imagen HAADF-STEM y modelos SAED asociados de las fases B2 y L12. La imagen HAADF-STEM muestra cubreobjetos de fase dual limpios sin evidencia de nanoprecipitados u otras fases, como también se muestra en (F). (H) SHE-XRD de las fases B2 y L12. Crédito: DOI: 10.1126 / science.abf6986
Un equipo de investigadores afiliado a varias instituciones en China, Estados Unidos y Alemania creó una aleación de dos fases que ha demostrado ser extremadamente resistente a la fractura. En su artículo publicado en la revista Ciencia, el grupo describe su aleación, por qué es tan resistente a la rotura y sus posibles usos. Xianghai An, de la Universidad de Sydney, publicó un artículo de Perspective en el mismo número de la revista que describe nuevas estrategias para desarrollar nuevas aleaciones y el trabajo que el equipo está haciendo en este nuevo esfuerzo.
Como señala An, la demanda de nuevos tipos de materiales para nuevas aplicaciones se ha acelerado en los últimos años, dando lugar a nuevos trabajos en el desarrollo de metales aleados. Los clientes buscan materiales duraderos, dúctiles, resistentes y tolerantes a los daños. Desafortunadamente, ningún metal tiene todas estas características. Por lo general, los clientes tienen que hacer un intercambio, por ejemplo, entre la capacidad de estiramiento y la resistencia de un material. Para satisfacer tales necesidades, los metalúrgicos están adoptando cada vez más un nuevo enfoque; en lugar de comenzar con una base metal y al agregar pequeñas cantidades de otros (como usar hierro para fabricar acero), comienzan con cantidades variables de diferentes metales. Cuando se utilizan tres o más, se denominan aleaciones de elementos múltiples (MPEA).
En este nuevo esfuerzo, los investigadores desarrollaron un nuevo tipo de MPEA llamado DS: EHEA, que exhibe “heterogeneidades espaciales multiescala”. Específicamente, utilizaron aleaciones eutécticas de alta entropía (aquellas que se funden y solidifican a una temperatura por debajo de sus puntos de fusión individuales) para crear una aleación estructurada de dos fases. Descubrieron que una aleación particular de aluminio, hierro, cobalto y níquel se solidificó en un patrón de micro espina de pescado muy resistente a la fractura. Descubrieron que su secreto radicaba en sus fases duras y blandas y en la forma en que se formaban las grietas. Los que se formaron durante la fase dura se detuvieron cuando alcanzaron un borde con una fase blanda: el patrón de micro espina de pescado sirvió para transferir el estrés. Esto le dio a la aleación terminada no solo una resistencia a la tracción muy alta, sino que triplicó el alargamiento máximo. Los investigadores sugieren que su enfoque podría usarse en una amplia variedad de aplicaciones que requieren una alta entropía eutéctica. aleaciones.
Peijian Shi et al, El tampón jerárquico de grietas triplica la ductilidad en aleaciones eutécticas de espina de pescado de alta entropía, Ciencia (2021). DOI: 10.1126 / science.abf6986
© 2021 Science X Network
Cita: Aleación de dos fases extremadamente resistente a las fracturas (2021, 20 de agosto) recuperado el 20 de agosto de 2021 de https://phys.org/news/2021-08-dual-phase-alloy-extremely-resistant-fractures.html
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