Ciencias

Aleación bifásica extremadamente resistente a las fracturas

Fig. 1 Microestructura organizada jerárquicamente en columna. (A a C) EEES de fundición convencional que sirve aquí como material de referencia. (A) Imagen de electrones retrodispersados ​​por SEM. (B) Mapa de fase de difracción por retrodispersión de electrones (EBSD) (izquierda) y mapa de figura polar inversa (IPF) (derecha). (C) Diagrama esquemático. (D a I) El EEES solidificó direccionalmente con una microestructura de columna jerárquica. Las flechas negras en (D) y (E) indican la dirección DS, así como la dirección de la carga de tracción en la Fig. 2A. (D) Imagen de retrodispersión de electrones SEM que muestra que la microestructura está compuesta de granos columnares. Los límites de grano están marcados por líneas discontinuas negras. (E) Fase EBSD expandida y mapas de IPF que muestran un grano columnar que consta de AEC y BEC. Las líneas negras continuas y discontinuas marcan los límites de la veta y la colonia, respectivamente. [(F) and (I)] Diagrama esquemático de la estructura de la columna y su principio de formación, respectivamente. (G) Imagen HAADF-STEM y estándares SAED relacionados de las fases B2 y L12. La imagen HAADF-STEM muestra portaobjetos limpios de doble fase sin evidencia de nanoprecipitados u otras fases, como también se indica 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 doble fase que demostró ser extremadamente resistente a la fractura. En tu artículo publicado en la revista Ciencia, el grupo describe su aleación porque es muy resistente a la fractura y sus posibles usos. Xianghai An, de la Universidad de Sydney, publicó un artículo de Perspectiva en el mismo número de la revista, en el que se describen nuevas estrategias en el desarrollo de aleaciones para nuevos propósitos y el trabajo realizado por el equipo en este nuevo esfuerzo.


Como señala An, la demanda de nuevos tipos de materiales para nuevas aplicaciones se ha acelerado en los últimos años, generando nuevos trabajos en el desarrollo de aleaciones metálicas. Los clientes buscan materiales duraderos, dúctiles, resistentes y tolerantes a los daños. Desafortunadamente, no existen metales con todas estas características. Generalmente, los clientes deben hacer un intercambio, como entre la capacidad de estiramiento de un material y su resistencia. Para satisfacer estas necesidades, los metalúrgicos están adoptando cada vez más un nuevo enfoque; en lugar de comenzar con un básico metal y agregando 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 principales múltiples (MPEA).

En este nuevo esfuerzo, los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de MPEA llamado DS: EHEA, que presenta “heterogeneidades espaciales multiescala”. Más específicamente, utilizaron aleaciones eutécticas de alta entropía (aquellas que se funden y solidifican a una temperatura más baja que sus puntos de fusión individuales) para crear una aleación estructurada de doble fase. Descubrieron que una aleación particular de aluminio, hierro, cobalto y níquel se solidificó en un micropatrón en espiga que era altamente 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 límite con una fase blanda: el micropatrón de espina de pescado sirvió para transferir el estrés. Esto le dio a la aleación terminada no solo una tenacidad a la fractura muy alta, sino que triplicó el alargamiento máximo. Los investigadores sugieren que su enfoque se puede utilizar en una amplia variedad de aplicaciones que requieren una alta entropía eutéctica. ligas.


Una aleación superelástica con una ventana de temperatura casi ilimitada


Mas informaciones:
Peijian Shi et al, La amortiguación jerárquica 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 fase dual extremadamente resistente a las fracturas (2021, 20 de agosto) obtenida el 20 de agosto de 2021 de https://phys.org/news/2021-08-dual-phase-alloy-extremely-resistant-fractures. Html

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