Ductilización de aleaciones de 2,6-GPa a través de interfaces ordenadas de corto alcance y precipitados supranano

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Trabajos de metalurgia
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• La alta resistencia y ductilidad son críticas para los materiales estructurales.
• Las aleaciones ultra fuertes a menudo exhiben una capacidad de endurecimiento por deformación reducida, lo que limita el alargamiento uniforme.
• Desarrollar materiales que alcancen al mismo tiempo una alta resistencia y ductilidad sigue siendo un desafío importante.

Objetivo del estudio:

• Diseñar e investigar nuevas aleaciones de grano fino con mayor resistencia y ductilidad.
• Explorar el papel de la ordenación a escala suprananómica y de corto alcance en el interior de los granos y en los límites de los mismos.
• Comprender los mecanismos de refuerzo y ductilización subyacentes en estas aleaciones avanzadas.

Principales métodos:

• Diseño de aleación basado en vanadio, cobalto y níquel con adiciones específicas (tungsteno, cobre, aluminio, boro).
• Implementación del ordenamiento a escala suprananómica (<10 nm) en el interior de los granos.
• Orden de ingeniería de corto alcance en las regiones fronterizas de los granos.
• Análisis microestructural y ensayos mecánicos para evaluar la tensión y la deformación.

Principales resultados:

• Alcanzó una tensión de tracción de 2.6 gigapascales a una tensión del 10%.
• Demostró un pronunciado mecanismo de fortalecimiento y ductilización relacionado con el límite de grano a través de la segregación por orden de corto alcance.
• Se ha observado una mayor dislocación y fijación de fallas de apilamiento por ordenamiento en granos superiores a la escala nanométrica.
• Combina con éxito una alta resistencia con un alargamiento uniforme significativo.

Conclusiones:

• El ordenamiento diseñado en supernanoscala y de corto alcance mejora efectivamente tanto la resistencia como la ductilidad en aleaciones de grano fino.
• La ingeniería del límite de grano juega un papel crucial para lograr el fortalecimiento y la ductilización simultáneos.
• Este enfoque ofrece una vía prometedora para el desarrollo de materiales estructurales de próxima generación con propiedades mecánicas superiores.