Análisis del efecto de ordenamiento a corto alcance en el comportamiento de deformación a tracción de aleaciones de alta entropía equiatómicas TiNbZrV, TiNbZrTa y TiNbZrHf basado en simulaciones atomísticas
Autores: Babicheva, Rita I.; Semenov, Aleksander S.; Izosimov, Artem A.; Korznikova, Elena A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis del efecto de ordenamiento a corto alcance en el comportamiento de deformación a tracción de aleaciones de alta entropía equiatómicas TiNbZrV, TiNbZrTa y TiNbZrHf basado en simulaciones atomísticas
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Dinámica molecular
Monte Carlo
Bicristales
Límites de grano
Aleaciones de alta entropía
Deformación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
En el estudio, se utilizó la simulación combinada de dinámica molecular y Monte Carlo (MD/MC) para investigar el efecto del ordenamiento a corto plazo en la deformación por tracción de bicristales con límites de grano (GBs) 3(12)[110]. Se consideraron tres aleaciones de alta entropía equiatómicas diferentes, a saber, ZrTiNbV, ZrTiNbTa y ZrTiNbHf. La carga de tracción a 300K se aplicó en la dirección perpendicular a los planos de los GBs. La respuesta esfuerzo-deformación, así como la evolución de la estructura de las aleaciones con distribución inicial aleatoria de átomos, se compararon con los resultados obtenidos para los materiales correspondientes relajados durante el procedimiento MD/MC. Se reveló que la distribución de átomos en las aleaciones afecta significativamente el proceso de deformación. Los grupos ordenados de átomos de Nb son capaces de suprimir el deslizamiento de dislocaciones y la formación de maclas, aumentando la resistencia a la fluencia de ZrTiNbV. Por el contrario, en ZrTiNbTa, el mecanismo de maclaje es dominante en el caso de la estructura ordenada debido a la ausencia de grupos de Nb y la presencia de áreas enriquecidas con átomos de Zr, que facilitan la nucleación de dislocaciones y maclas. Dado que Hf disminuye la estabilidad de la red cúbica centrada en el cuerpo, el mecanismo principal de deformación de ZrTiNbHf es la transición de fase inducida por el esfuerzo; sin embargo, los grupos de Nb dentro de los granos de la aleación relajada retrasan ligeramente este proceso.
Descripción
En el estudio, se utilizó la simulación combinada de dinámica molecular y Monte Carlo (MD/MC) para investigar el efecto del ordenamiento a corto plazo en la deformación por tracción de bicristales con límites de grano (GBs) 3(12)[110]. Se consideraron tres aleaciones de alta entropía equiatómicas diferentes, a saber, ZrTiNbV, ZrTiNbTa y ZrTiNbHf. La carga de tracción a 300K se aplicó en la dirección perpendicular a los planos de los GBs. La respuesta esfuerzo-deformación, así como la evolución de la estructura de las aleaciones con distribución inicial aleatoria de átomos, se compararon con los resultados obtenidos para los materiales correspondientes relajados durante el procedimiento MD/MC. Se reveló que la distribución de átomos en las aleaciones afecta significativamente el proceso de deformación. Los grupos ordenados de átomos de Nb son capaces de suprimir el deslizamiento de dislocaciones y la formación de maclas, aumentando la resistencia a la fluencia de ZrTiNbV. Por el contrario, en ZrTiNbTa, el mecanismo de maclaje es dominante en el caso de la estructura ordenada debido a la ausencia de grupos de Nb y la presencia de áreas enriquecidas con átomos de Zr, que facilitan la nucleación de dislocaciones y maclas. Dado que Hf disminuye la estabilidad de la red cúbica centrada en el cuerpo, el mecanismo principal de deformación de ZrTiNbHf es la transición de fase inducida por el esfuerzo; sin embargo, los grupos de Nb dentro de los granos de la aleación relajada retrasan ligeramente este proceso.