热力学指导的高通量发现用于快速凝固的高合金
Liuliu Han1, Zhongji Sun2, Wenzhen Xia3
1Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Max-Planck-Straße 1, 40237, Düsseldorf, Germany.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|June 18, 2024
概括
这项研究引入了一个新的框架,用于设计用于快速固化的高合金 (EHEA),从而为增材制造等应用提供增强的微观结构和机械性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 计算材料设计设计 计算材料设计
背景情况:
- 欧特克高合金 (EHEAs) 具有出色的造性和机械性能,使其适合于增材制造等快速固化过程.
- 传统的EHEA开发依赖于试错或结合已知的二进制eutectics,这可能不会在快速固化下产生最佳的微观结构.
- 接近平衡的性成分在受到快速固化的速度时不能保证完全性微观结构.
研究的目的:
- 提出一种热力学导向的高通量框架,用于设计针对快速凝固的EHEA.
- 通过考虑快速固化的阶段生长动力学来克服以前EHEA开发方法的局限性.
- 为了使新型EHEAs的设计能够快速固化,而不依赖于先前的知识.
主要方法:
- 开发一个高通量计算框架,集成热力学计算和经验公式.
- 包括相增长动力学和与快速固化条件相关的斜相图.
- 使用拟议框架设计和验证EHEA候选人.
主要成果:
- 一个新的EHEA成分,Co25.6Fe17.9Ni22.4Cr19.1Ta8.9Al6.1 (wt.%),被设计和确定.
- 设计的合金表现出一个纳米结构的eutectic片状微观结构.
- 合金表现出675HV的高维克尔硬度.
结论:
- 拟议的热力学导向框架有效地设计了EHEA以实现快速凝固.
- 该框架有助于创建具有理想微观结构和特性的新EHEA.
- 这种方法促进了用于增材制造和其他高速加工技术的先进材料的开发.
