Oparte na teorii projektowanie wysokowytrzymałych, wysokotopliwych, ciągliwych, niskogęstościowych, jednofazowych stopów BCC o wysokiej entropii
Opis i związek z AMAZEMET
Poszukiwanie nowych stopów wysokotemperaturowych do wydajnego, niskoemisyjnego wytwarzania energii doprowadziło do przełomu w dziedzinie ogniotrwałych stopów o wysokiej entropii (HEA). W tym badaniu zaawansowane narzędzia termodynamiczne doprowadziły do odkrycia HfMoNbTaTi i pokrewnych stopów czwartorzędowych/czwartorzędowych o wyjątkowej wytrzymałości, stabilności termicznej i plastyczności. Eksperymentalnie, nominalny skład stopu został stopiony łukowo przy użyciu czystych metali i udoskonalony przy użyciu systemu AMAZEMET rePowder 2, z rygorystycznym przetwarzaniem zapewniającym jednorodność. Uzyskany stop jednofazowy charakteryzował się wysoką twardością, wysoką temperaturą topnienia i niską gęstością, pokazując potencjał tej nowatorskiej metodologii projektowania do badania milionów nowych stopów dostosowanych do różnych wymagań wydajnościowych.
Autorzy
Y. Rao a, *, C. Baruffi a , A. De Luca b, C. Leinenbach b , c , W.A. Curtin a a Laboratorium Modelowania Mechaniki Wieloskalowej, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 1015 Lozanna, Szwajcaria
b Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Überlandstrasse 129, CH-8600 Dübendorf, Szwajcaria c Laboratorium Materiałów Fotonicznych i Charakteryzacji, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, 1015 Lausanne, Szwajcaria * Autor korespondencyjny: you.rao@epfl.ch (Y. Rao) .
Streszczenie
Poszukiwania nowych stopów wysokotemperaturowych, które mogą umożliwić wytwarzanie energii o wyższej wydajności i niższej emisji, przyspieszyły wraz z odkryciem ogniotrwałych stopów o wysokiej entropii (HEA). Te wieloskładnikowe, nierozcieńczalne stopy z rodziny Cr-Mo-W-V-Nb-Ta-Ti-Zr-Hf-Al mają potencjał łączenia wysokiej wytrzymałości i stabilności termodynamicznej w wysokiej temperaturze z niską gęstością i ciągliwością w temperaturze pokojowej, ale przeszukiwanie ogromnej przestrzeni kompozycyjnej jest zniechęcające. Najnowsze teorie i rozszerzone narzędzia termodynamiczne są wykorzystywane do odkrywania nowych stopów spełniających wymagany zestaw właściwości. Metoda wyszukiwania i odkrywania została najpierw zademonstrowana dla 5-składnikowych stopów o równym składzie, identyfikując HfMoNbTaTi jako jedyny stop spełniający wiele ograniczeń, z przewidywanymi właściwościami zgodnymi z eksperymentami. Proces projektowania odkrywa następnie nowe stopy quinarne i quarternarne w przestrzeni Hf-Mo-Nb-Ta-Ti o jeszcze lepszych właściwościach ogólnych. Wyprodukowano jeden nowy stop quinarny i wykazano, że jest jednofazowy o wysokiej twardości w temperaturze pokojowej, wysokiej temperaturze topnienia i niskiej gęstości. W szerszym ujęciu, nowy proces projektowania może być dalej wykorzystywany do badania milionów stopów o innych pożądanych wielowymiarowych wymaganiach dotyczących wydajności.
Udostępnij tego posta!
