仅一张图,发表了一篇顶刊《Scripta Mater》!

短程有序强化(SRO)被认为是固溶体的强化机制之一,但是它的作用并没有被普遍接受。里德-希尔(Reed-Hill)在他的纪念性教科书中详细描述了固溶强化,包括溶质对位错的影响等,但仅将SRO视为与Cu-Au合金相关的现象。其他作者仅简要提及了SRO可能具有强化作用。一种可能的原因是这种作用虽然存在,但是导致的提升效果微不足道。大多研究都将SRO强化归因于屈服强度的提高,但是费舍尔模型的分析结果表明SRO强化实际上是一种“摩擦强化”效果,在变形过程中引起对位错的阻碍作用,这种区别表明SRO强化不仅影响滑移的产生(即屈服强度),还会连续影响塑性变形的所有阶段(即加工硬化)。对SRO调查表明这种强化机制在多个方面受到的至多质疑。
巴西圣保罗大学的研究人员讨论了不同的光学元件增强短程有序强化,SRO的强化作用对于位错滑移的摩擦应力的影响,并应用反向畴界的簇变异法估算BCC合金的强化效果。相关论文以题为“On short-range order strengthening and its role in high-entropy alloys”发表在Scripta Materialia。本文仅一张图片。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113754
本研究估算了二元Fe-Al、三元Fe-Al-Ti和Fe中的强化效果,研究发现Fe-Al合金中铝含量从0%增加至18%,屈服强度提升约350MPa,这既有固溶强化作用,也有一部分SRO强化作用。随着铝含量的增加,极限抗拉强度变化趋势与屈服强度相同,观察波特文-勒夏特利埃效应(PLC)和不连续屈服现象,表明强化机制需要这种摩擦应力效应,这在高温变形中是可以预测的。这些结果均能够表明SRO强化是固溶体中相关强化机制,尤其在无序固溶体中,SRO的强化作用很大。
图1 估算得出的SRO强化△τCRSS
本研究应用键合计数法(BC),使用基于合金平衡模型的近似值来估算跨晶界模型的簇概率,ABP能量是通过将系统的相互作用参数作为多余能量参考平衡配置计算的。室温下富铁的Fe-Al合金的晶格参数a0≈0.29nm,可作为粗略参考预测出最大△τCRSS≈76MPa,选择平均值M=3.067的滑移系统显示的泰勒系数的变化,从而估算出由于SRO导致的约233MPa屈服强度增加。计算结果表明,高熵合金CRSS的强化效果高达135MPa,在多晶体中,该值需要用泰勒因子进行修正,这将导致整个应力-应变轨迹上的流变应力增加300MPa以上。
综上所述,根据本文讨论的内容,可以合理地证实SRO在高熵合金强度方面起着不可忽视的作用。这种机制在整个应变路径中起作用(不仅在屈服方面)的事实也证明它不损害延展性的原因。最后,由于此效应与最大配置熵无关,因此这对所有成分含量均有效,而不仅对等摩尔成分有效。本文对高熵合金设计和性能预测具有较大实际意义。(文:破风)
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