本期包含金属材料领域论文6篇,涵盖了高熵合金、奥氏体等。
Vol. 197 目录
1. Determining oxidation states of transition metals in molten salt corrosion using electron energy loss spectroscopy
用电子能量损失光谱法测定过渡金属在熔盐腐蚀中的氧化态
2. Twinning Engineering of a CoCrFeMnNi High-Entropy Alloy
CoCrFeMnNi高熵合金的孪晶工程
3. High-resolution characterization of the internal and external oxidation of austenitic alloys in supercritical water
超临界水中奥氏体合金内氧化和外氧化的高分辨表征
4. Development of ferrous-based weldable seismic damping alloy with prolonged plastic fatigue life
延长塑性疲劳寿命的铁基可焊减震合金的开发
5. High uniaxial buckling strain for measuring the mechanical properties of nanoporous gold films
高单轴屈曲应变测量纳米多孔金膜的力学性能
6. A mechanistic perspective on the kinetics of plastic deformation in FCC High Entropy Alloys: Effect of strain, strain rate and temperature
FCC高熵合金塑性变形动力学的机理研究:应变、应变速率和温度的影响
SCRIPTA
Vol. 197, 1 May. 2021, 113790
1. Determining oxidation states of transition metals in molten salt corrosion using electron energy loss spectroscopy
用电子能量损失光谱法测定过渡金属在熔盐腐蚀中的氧化态
Kaustubh Bawane✉, Panayotis Manganaris, Yachun Wang, Jagadeesh Sure, Arthur Ronne, Phillip Halstenberg, Sheng Dai, Simerjeet K. Gill, Kotaro Sasaki, Yu-chen Karen Chen-Wiegart, Ruchi Gakhar, Shannon Mahurin, Simon M. Pimblott, James F. Wishart, Lingfeng He✉
Kaustubh Bawane: Kaustubh.Bawane@inl.gov
Lingfeng He: Lingfeng.He@inl.gov
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113790
摘要
本工作利用电子能量损失谱(EELS)来确定镍基合金暴露于熔融氯化物体系后,合金元素的氧化状态。纯Ni和Ni-20Cr模型合金在不同温度和氩气气氛下的ZnCl2和KCl-MgCl2熔液中发生了腐蚀。通过监测相应EELS光谱L2,3边缘的变化,测定了腐蚀后在熔盐中Cr(Cr3+)和Ni(Ni2+) 的氧化态。采用主成分分析和HyperSpy Python包中多元线性最小二乘拟合的方法,开发了氧化态映射技术。
SCRIPTA
Vol. 197, 1 May. 2021, 113808
2. Twinning Engineering of a CoCrFeMnNi High-Entropy Alloy
CoCrFeMnNi高熵合金的孪晶工程
Jongun Moon, Olivier Bouaziz✉, Hyoung Seop Kim✉, Yuri Estrin
Olivier Bouaziz: olivier.bouaziz@univ-lorraine.fr
Hyoung Seop Kim: hskim@postech.ac.kr
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113808
摘要
形变诱导孪晶,作为一种强化机制,是克服强度/塑性权衡困境的一个显著的例子。通过借鉴TWIP钢领域的这一概念,我们设计了CoCrFeMnNi高熵合金的热处理工艺,以改善其力学特性。我们采用77K预应变在合金组织中引入变形诱导的孪晶,然后在773 K退火进行回复,同时避免再结晶。经高温热处理后,在77K预拉伸产生的形变诱导孪晶得以保留,同时位错发生了部分回复。结果表明,该合金的室温力学性能,包括应变硬化能力均有显著提高。
SCRIPTA
Vol. 197, 1 May. 2021, 113814
3. High-resolution characterization of the internal and external oxidation of austenitic alloys in supercritical water
超临界水中奥氏体合金内氧化和外氧化的高分辨表征
Kai Chen, Lefu Zhang, Shengchuan Wu, Zhao Shen✉
Zhao Shen: zhao.shen@materials.ox.ac.uk
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113814
摘要
采用高分辨率表征技术研究了两种奥氏体合金在超临界水中暴露后形成的表面氧化物结构。结果表明,19-Cr和25-Cr合金的腐蚀过程分别为内氧化和外氧化。19-Cr合金呈典型的双相厚氧化组织,而25-Cr合金则有较薄的以Cr2O3为主的保护性氧化层。25-Cr合金中的Cr含量超过了某一临界值,使合金从内部氧化转化为外部氧化,从而有利于形成连续的薄Cr2O3层,防止亚表面进一步氧化。
SCRIPTA
Vol. 197, 1 May. 2021, 113815
4. Development of ferrous-based weldable seismic damping alloy with prolonged plastic fatigue life
延长塑性疲劳寿命的铁基可焊减震合金的开发
Fumiyoshi Yoshinaka✉, Takahiro Sawaguchi, Susumu Takamori, Terumi Nakamura, Goro Arakane, Yasuhiko Inoue, Susumu Motomura, Atsumichi Kushibe
Fumiyoshi Yoshinaka: YOSHINAKA.Fumiyoshi@nims.go.jp
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113815
摘要
通过控制凝固和疲劳变形过程中的相变行为,开发了一种具有高抗疲劳性能的可焊接Fe-Mn-Cr-Ni-Si抗震阻尼合金。通过改变Cr/Ni比值来控制凝固相变,诱导铁素体-奥氏体相变,从而降低凝固开裂敏感性。我们对奥氏体和ε-马氏体之间的吉布斯自由能差进行了优化,使其在疲劳变形过程中呈现处可逆转变。所得合金具有较长的疲劳寿命,且在熔焊试验中未观察到凝固裂纹。利用该新型合金可制备出具有优良抗疲劳性能的焊接阻尼器。
SCRIPTA
Vol. 197, 1 May. 2021, 113816
5. High uniaxial buckling strain for measuring the mechanical properties of nanoporous gold films
高单轴屈曲应变测量纳米多孔金膜的力学性能
Jaeseon Lee, Jieun Park, Dayoung Yoo, Mao Zhang, Changsoon Choi, Yangdo Kim, Suck Won Hong, Dongyun Lee✉
Dongyun Lee: dlee@pusan.ac.kr
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113816
摘要
通过使用热收缩衬底屈曲薄膜理解薄膜的力学行为已经进行了许多出色的研究。基于屈曲的方法 [Stafford et al., Nat. Mater. 3 (2004) 545],对纳米多孔金(NPG)薄膜的力学性能进行了测试。该方法在低应变条件下非常适用;然而,我们尝试将此种方法应用于高应变条件下。杨氏模量的计算值(8.2 GPa)和测量值(10±1.3 GPa)与文献值(8.8 GPa)非常接近。由于处于高应变条件下,空洞尺寸对杨氏模量的影响 [J. Erlebacher, J. Mathur, Appl. Phys. Lett. 90 (2007) 061910] 可能不会考虑,而压缩衬底产生的NPG薄膜的裂纹和分层现象则可以考虑用来解释薄膜的力学行为。
SCRIPTA
Vol. 197, 1 May. 2021, 113809
6. A mechanistic perspective on the kinetics of plastic deformation in FCC High Entropy Alloys: Effect of strain, strain rate and temperature
FCC高熵合金塑性变形动力学的机理研究:应变、应变速率和温度的影响
Abheepsit Raturi, Krishanu Biswas, N.P. Gurao✉
A. P. Gurao: npgurao@iitk.ac.in
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113809
摘要
应变速率敏感性和激活体积表明了塑性变形动力学和应变硬化响应,决定了新型高熵合金的塑性变形行为。尽管FCC单相Cantor合金的变形行为与常规FCC固溶体有一定的相似之处,但在较宽的温度、应变速率、应变和晶粒尺寸范围内的变形行为尚未进行研究。更重要的是,对于100%溶质高熵合金(HEAs)的固溶强化、层错能和位错激活及其流变动力学的理论认识尚未建立。这就需要开发实验和计算相结合的方法来实现新型单相和多相可相变FCC HEAs的机械设计,以达到新型复杂浓缩合金强度和塑性的最佳组合。