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多组元固溶体合金中的刃型位错:超越传统弹性脱钉

材料科学 2025-01-08 v1

摘要

高熵合金(HEA)形成具有大化学无序和优异力学性能的固溶体。我们通过位错分子动力学模拟研究面心立方(FCC)单相HEA中HEA强化的起源,具体包括等原子比CrCoNi\rm CrCoNiCrMnCoNi\rm CrMnCoNiCrFeCoNi\rm CrFeCoNiCrMnFeCoNi\rm CrMnFeCoNiFeNi\rm FeNi,以及Fe0.4Mn0.27Ni0.26Co0.05Cr0.02\rm Fe_{0.4}Mn_{0.27}Ni_{0.26}Co_{0.05}Cr_{0.02}Fe0.7Ni0.11Cr0.19\rm Fe_{0.7}Ni_{0.11}Cr_{0.19}。位错关联长度ξ\xi、粗糙度幅值RaR_{a}和层错宽度WSFW_{SF}作为应力的函数被追踪。所有合金均以明确的脱钉应力(σc\sigma_c)为特征,我们发现了一种观察到异常强度的新 regime,并出现了层错宽度小且位错粗糙度RaR_{a}大的巧合组合。因此两个偏位错的脱钉似乎类似于无序磁性薄膜中非常规畴壁脱钉。这一新 regime 在通常具有优异力学性能的特定成分(CrCoNi\rm CrCoNiCrMnCoNi\rm CrMnCoNiCrFeCoNi\rm CrFeCoNiCrMnFeCoNi\rm CrMnFeCoNi)中被确认。解析溶质强化模型的屈服应力在这些情况下大幅低估了结果。在多组元单相合金中提高强度的一种可能策略是层错宽度与基于元素的化学无序的联合设计。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.00568,
  title  = {Edge dislocations in multi-component solid solution alloys: Beyond traditional elastic depinning},
  author = {A. Esfandiarpour and S. Papanikolaou and M. Alava},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.00568},
  year   = {2025}
}

备注

5 pages, 5 figures, it was submitted to Physical review letter journal (submission date :10/5/2021)