Segondè fòs sede ak plastisit rupture yo enpòtan anpil pou aplikasyon jeni materyèl metalik yo. Kounye a, sèlman kèk asye ultra-wo-fòs reyalize yon fòs sede en (σy) nan 2 GPa. Sepandan, yo manke ase travay redi kapasite pandan deformation plastik, sa ki lakòz deformation inifòm rapòte nan tès estanda tansyon uniaxial yo te konpoze de koule plastik krante ki te koze pa bann deformation lokalize, olye ke elongasyon vre inifòm (ɛu). Asye ultra-segondè-fòs sa yo, tankou asye maraging, anjeneral gen yon elongasyon inifòm ki ba anpil (egzanp, ɛu ~ 5%). Malgre ke mekanis ranfòsman klasik dezyèm -faz la ka efektivman amelyore fòs sede materyèl yo, nivo ranfòsman an limite pa fraksyon volim ki ba nan dezyèm faz nan alyaj la (souvan <50 vol.%), ki mennen ale nan yon diminisyon byen file nan plastisit rupture. Se poutèt sa, konsepsyon alyaj ak tou de yon fòs sede σy ~ 2 GPa ak yon elongasyon inifòm ɛu siyifikativman pi wo pase 10% se yon gwo defi nan syans materyèl.
An repons a defi ki anwo yo, Pwofesè Zhang Jinyu, Pwofesè Ma En, ak Akademisyen Sun Jun nan laboratwa nasyonal kle materyèl metal fòs nan Xi'an Jiaotong University te pwopoze pou sèvi ak ultra-gwo volim fraksyon entèmetalik konpoze presipite, sètadi aderan L12 nano faz ak ki pa aderan ba modil difisil plastik difisil B2 mikwo faz yo reyalize matris yo anvan yo ak fòs konplèks matris yo. (Acta Mater, 2022, 233: 117981; Scripta Mater, 2023, 222: 115058). Yo nan lòd yo reyalize ultra-fòs ak gwo duktilite inifòm rupture nan tanperati chanm, konsèp nan konsepsyon alyaj sa a se: i) ogmante fòs li yo ak yon fraksyon volim segondè nan faz nano aderan L12 ak enèji fwontyè domèn envèsyon segondè, ak ii) prezante yon fraksyon volim ki ba modil ki pa aderan faz mikwo B2; Sou yon bò, entèfas ki pa aderan yo pi efikas nan anpeche mouvman debwatman ak amelyore fòs sede pase entèfas aderan. Nan lòt men an, entwodiksyon an nan eleman alyaj miltip diminye fwontyè nan domèn anti faz nan B2 ogmante plastisit li yo, ki pèmèt patikil sa yo aji kòm inite depo debwatman ak amelyore kapasite travay di.
Konsèp konsepsyon de alyaj plizyè eleman prensipal rezilta nan yon espas seleksyon konpozisyon gwo pou alyaj konplèks, ki poze difikilte san parèy pou konsepsyon alyaj pèfòmans segondè ki baze sou metòd tradisyonèl "esè ak erè". Pou sa ka fèt, manm ekip yo te fè tès depistaj eleman lè l sèvi avèk konesans domèn asistans metòd aprantisaj machin. Eleman ki pi siyifikatif Ta (olye ke eleman Ti) alyaj sinèrjetik te reyalize atravè eleman limyè segondè solubility solid Al ak L12 opoze fwontyè domèn faz, sa ki lakòz L 12+ B2 faz presipitasyon doub ranfòse Fe35Ni29Co21Al12Ta3 (at.%) alyaj konplèks (Figi 1). Fraksyon volim nan L12 nano faz (rich nan Al, Ta) ak B2 faz mikwo (rich nan Al, pòv nan Ta) te kòm yon wo ~ 67% vol. ak ~ 15% vol., respektivman. Tou de aderan koòdone L12 / FCC ak koòdone ki pa aderan B2 / FCC yo te kapab fòtman kominike avèk dislokasyon (Figi 2). Se pa sèlman li ka jenere dislokasyon, men li ka tou magazen dislokasyon, espesyalman faz ki ba B2 mikron modil la ka konpare ak (FCC + L12) Dansite ki pi wo nan dislokasyon ki estoke nan matris la (Figi 3) siyifikativman amelyore pèfòmans nan travay dislokasyon nan alyaj la, kidonk amelyore rannman li yo / tensile duktilite fòs la ak fòs san parèy. konbinezon plastisit nan tanperati chanm, siyifikativman pi bon pase tout alyaj rapòte jiska dat (Figi 4). Estrateji konsepsyon alyaj ekip la pwopoze a bay nouvo lide tou pou konsepsyon lòt alyaj ki gen gwo -pèfòmans.
Figi 1. (a) Yon modèl aprantisaj machin ki baze sou konesans domèn (ki gen sis sik aprantisaj aktif) predi FeNiCoAlTa alyaj konplèks la ak plastisit super. (b) Teyorik prevwa fòs sede a ki konsistan avèk fòs pwodiksyon eksperimantal mezire, konfime fyab nan modèl aprantisaj machin nan. (c) Relasyon ki genyen ant fòs pwodiksyon eksperimantal mezire ak kantite iterasyon modèl revele konpozisyon pi bon nan alyaj konplèks Fe35Ni29Co21Al12Ta3.
Figi 2. (a-d) Deformation tanperati chanm ak karakteristik koòdone nan alyaj konplèks Fe35Ni29Co21Al12Ta3 ak estrikti twa -faz, sa vle di dislokasyon ka koupe nan faz nano L12 ak magazen nan faz mikwo modil B2 ki ba. Dislokasyon egziste nan tou de L12/FCC koyeran ak B2/FCC ki pa aderan interfaces; (e) Analiz pwofonde atomik konpozisyon chimik ak karakteristik distribisyon alyaj konplèks, osi byen ke konpozisyon elemantè milti prensipal L12 nano faz ak B2 mikwo faz.
Figi 3. Evolisyon dansite dislokasyon chak faz konstitiyan nan alyaj konplèks Fe35Ni29Co21Al12Ta3 ak souch (a1-d1) ε=0, (a2-d2) ε=8%, ak (a3-d3) ε=20%, ki endike ke dilokasyon ki ba faz B2 ka pi wo a faz mikwòn yo. (FCC+L12) matris.
Figi 4. (a-b) Jeni estrès-souch ak vrè estrès-koub souch nan alyaj konplèks ak konpozisyon diferan, (c) Konparezon nan travay redi pèfòmans nan Fe35Ni29Co21Al12Ta3 alyaj konplèks ak lòt klas 2GPa ultra-segondè fòs metal materyèl (D&P, alyaj metal asye, segondè entropik, asye aloyaj, segondè, entropik, asye, alyaj segondè). e) Konparezon fòs sede inifòm elongasyon matche ak fòs sede fò pwodwi plastik matche nan alyaj konplèks Fe35Ni29Co21Al12Ta3 ak lòt materyèl metal. Konbinezon an nan pwopriyete mekanik nan tanperati chanm se siyifikativman siperyè ak lòt materyèl metal rapòte.
Rezilta rechèch yo te pibliye sou entènèt nan Lanati anba tit "Machin aprantisaj konsepsyon nan alyaj FeNiCoAlTa ductile ak gwo fòs". Yasir Sohail ak Zhang Chongle, etidyan doktora nan Lekòl Syans Materyèl ak Jeni nan Xi'an Jiaotong University, se premye ak dezyèm otè papye a, respektivman. Pwofesè Zhang Jinyu, Marx, ak Akademisyen Sun Jun se ko otè korespondan papye a. Pwofesè Liu Gang, Xue Dezhen, Pwofesè Asosye Yang Yang, ak etidyan doktora Zhang Dongdong, Gao Shaohua, Fan Xiaoxuan, ak Zhang Hang tou te patisipe nan travay la. Laboratwa Nasyonal kle nan fòs materyèl metal nan Xi'an Jiaotong University se sèlman kominikasyon ak inite fini pou travay sa a. Travay sa a se premye fwa ke etidyan etranje nan lekòl la nan syans materyèl nan Xi'an Jiaotong University te pibliye yon atik Lanati kòm premye otè a. Travay sa a te resevwa finansman nan Fondasyon Nasyonal Syans Natirèl Lachin nan, 111 Talent Introduction Base, Pwojè Ekip Inovasyon Syans ak Teknoloji Pwovens Shaanxi, ak Fon Biznis Rechèch Fondasyon Inivèsite Santral la. Travay karakterizasyon ak tès la te resevwa gwo sipò nan Sant analiz ak tès pataje Xi'an Jiaotong University, Sant Teknoloji Eksperimantal Lekòl Syans Materyèl, ak Shanghai Light Source.