Aleación de alta entropía con estructura de células gradientes y excepcional resistencia y ductilidad

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Trabajos de metalurgia
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las aleaciones de alta entropía (HEAs) a menudo exhiben una compensación entre la resistencia y la ductilidad, lo que limita sus aplicaciones.
• Los materiales convencionales generalmente pierden ductilidad con el aumento de la fuerza.
• La comprensión de los mecanismos de deformación en las AES es crucial para la optimización de la propiedad.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de las estructuras celulares de dislocación a escala nanométrica de gradiente introducidas de forma controlada en un HEA cúbico centrado en la cara.
• Para mejorar la resistencia y la ductilidad simultáneamente en el HEA.
• Aclarar los mecanismos de deformación subyacentes responsables de las propiedades mecánicas mejoradas.

Principales métodos:

• Fabricación de una aleación cúbica de alta entropía estable de una sola fase centrada en la cara.
• Introducción controlada de estructuras celulares de dislocación en escala nanométrica.
• Análisis microestructural y ensayos mecánicos bajo tensión aplicada.

Principales resultados:

• Se logra una mayor resistencia sin una pérdida significativa de ductilidad.
• Se ha observado la formación progresiva de fallas de apilamiento (SF) y gemelas tras el esfuerzo, nucleando a partir de células de luxación.
• Se ha demostrado que la plasticidad inducida por el SF y las dislocaciones acumuladas contribuyen al endurecimiento del trabajo y a la mejora del rendimiento mecánico.

Conclusiones:

• Las estructuras celulares de dislocación de gradiente ofrecen un nuevo enfoque para adaptar las propiedades de HEA.
• Los hallazgos proporcionan información fundamental sobre el comportamiento de deformación de las HEAs a nanoescala.
• Esta estrategia presenta un paradigma prometedor para el diseño de aleaciones avanzadas de alto rendimiento.