Tofaset legering ekstremt modstandsdygtig over for brud

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Kina, USA og Tyskland har skabt en tofaset legering, der har vist sig at være ekstremt modstandsdygtig over for brud. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres legering, hvorfor det er så modstandsdygtigt over for brud og mulige anvendelser for det. Xianghai An, med University of Sydney, har udgivet et Perspective-stykke i samme tidsskriftsudgave, der skitserer nye strategier til udvikling af nye legeringer og det arbejde, som teamet har udført i denne nye indsats.

Som An bemærker, efterspørgslen efter nye slags materialer til nye anvendelser har været accelererende i de senere år, drive nyt arbejde inden for udvikling af legerede metaller. Kunder leder efter materialer, der er holdbare, duktile, stærk og tolerant over for skader. Desværre, der er ingen metaller, der har alle disse egenskaber. Generelt, kunder skal foretage en afvejning, mellem et materiales evne til at strække og dets styrke. For at imødekomme sådanne behov, metallurger tager i stigende grad en ny tilgang; i stedet for at starte med et grundlæggende metal og tilføje små mængder af andre (såsom at bruge jern til at fremstille stål), de starter med varierende mængder af forskellige metaller. Når tre eller flere bruges, de kaldes multi-principal element legeringer (MPEA'er).

I denne nye indsats, forskerne har udviklet en ny type MPEA kaldet DS:EHEA, som har "multiscale rumlige heterogeniteter." Mere specifikt, de brugte eutektiske højentropi-legeringer (dem, der smelter og størkner ved en temperatur, der er lavere end deres individuelle smeltepunkter) til at skabe en dobbeltfaset struktureret legering. De fandt ud af, at en særlig aluminium-jern-kobolt-nikkel-legering størknede i et sildebensmikromønster, der var meget modstandsdygtig over for brud. Det er hemmeligt, de opdagede, var i sine hårde og bløde faser og måden, der opstod revner. Dem, der blev dannet under den hårde fase, blev stoppet, da de nåede en grænse med en blød fase - sildebensmikromønsteret tjente til at overføre stress. Dette gav den færdige legering ikke kun meget høj modstand mod brud, men en tredobling af maksimal forlængelse. Forskerne foreslår, at deres tilgang kan bruges i en lang række applikationer, der kræver eutektiske højentropi-legeringer.

© 2021 Science X Network