Segregation, ordering, and precipitation in WTaV-based concentrated refractory alloys
Niskoaktywacyjne stopy o wysokiej entropii na bazie wolframu są potencjalnymi kandydatami do zastosowania w reaktorach fuzyjnych nowej generacji ze względu na ich wyjątkową odporność na promieniowanie, obciążenia cieplne oraz naprężenia. Opracowujemy dokładny i wydajny, uczony maszynowo potencjał międzyatomowy dla układu W–Ta–Cr–V i wykorzystujemy go w hybrydowych symulacjach Monte Carlo i dynamiki molekularnej do badania uporządkowania oraz segregacji do wszystkich powszechnych typów defektów w stopie WTaCrV. Uzyskane przewidywania porównujemy z analizą segregacji i wytrąceń przeprowadzoną metodą tomografii sondy atomowej w cienkich warstwach WTaCrV. Uwzględniając dodatkowo dwa inne stopy, WTaV oraz MoNbTaVW, jesteśmy w stanie sformułować ogólne wnioski dotyczące preferowanej segregacji w stopach ogniotrwałych oraz przyczyn tego zjawiska, co dostarcza wskazówek do projektowania przyszłych stopów i pozwala lepiej wyjaśnić obserwacje eksperymentalne. Wykazujemy, że obserwowane eksperymentalnie wytrącenia CrV w stopie WTaCrV tworzą półkoherentne granice międzyfazowe typu BCC–BCC z otaczającą osnową, ponieważ wytrącenia w pełni koherentne nie są termodynamicznie stabilne z powodu nadmiernego niedopasowania parametrów sieci. Przewidywania uzyskane z symulacji są w dobrej zgodności zarówno z wynikami naszej analizy tomografii sondy atomowej, jak i z wcześniejszymi obserwacjami eksperymentalnymi.
Artykuł:
Acta Materialia
Autorzy z PW:
Damian Sobieraj, Jan Wróbel
Dyscyplina:
Rok wydania: