Selección de la microestructura de desentrañamiento en una aleación eutectica de alta entropía fabricada de forma...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Trabajos de metalurgia
• Fabricación aditiva

Sus antecedentes:

• Las aleaciones de alta entropía (HEAs) exhiben excelentes propiedades mecánicas para aplicaciones estructurales.
• La fabricación aditiva (MA) crea microestructuras únicas sin equilibrio debido a la solidificación rápida.
• Comprender la interacción entre el procesamiento de AM, la microestructura de HEA y las propiedades es crucial.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de la velocidad de solidificación en la evolución de la microestructura y en la transformación de fase en los HEAs de AlCrFe2Ni2 fabricados mediante aditivos láser.
• Explorar cómo la variación de la velocidad de escaneo láser afecta los modos de solidificación y las propiedades del material resultantes.
• Proporcionar una comprensión a múltiples escalas de los mecanismos de solidificación en las AES en condiciones de no equilibrio.

Principales métodos:

• Fabricación aditiva por láser de AlCrFe2Ni2 HEAs a diferentes velocidades de exploración.
• Caracterización microestructural para identificar los modos de solidificación (eutéctico acoplado, eutéctico anómalo, monofásico).
• Modelado termodinámico y simulaciones de dinámica molecular para aclarar la difusión atómica y la estabilidad de la interfaz.

Principales resultados:

• El aumento de la velocidad de solidificación (a través de la velocidad de escaneo láser) hace que la solidificación pase de la eutectica acoplada a la eutectica anómala y luego a la monofásica.
• Con estas transiciones se logran microestructuras distintas y una amplia gama de propiedades mecánicas.
• Las bajas tasas de enfriamiento favorecen la difusión y el crecimiento eutectico acoplado, mientras que el enfriamiento rápido suprime la difusión, promoviendo la solidificación anómala o de una sola fase.

Conclusiones:

• Los efectos cinéticos durante la solidificación rápida en AM pueden anular las predicciones termodinámicas para los HEAs.
• La fabricación aditiva ofrece una ruta poderosa para diseñar HEAs con microestructuras y propiedades a medida.
• El estudio proporciona conocimientos fundamentales sobre los mecanismos de solidificación en los AES producidos por AM.