Fe-Zn系统中液态金属脆化的起源：巨大分离转变
摘要：在使用CALPHAD集成密度模型对铁晶界进行偏析建模的过程中，揭示了一种巨大的锌偏析转变。结果表明，在合金中仅有几个原子百分点的锌含量阈值以上，高达60个原子百分比的锌可以偏析到晶界。我们发现，随着温度的降低，偏析的数量急剧增加，而触发偏析转变所需的合金中的锌含量也在降低。利用高分辨率扫描透射电子显微镜获得了锌偏析转变的直接证据。根据模型，我们追溯了锌偏析转变的起源，发现锌的低内聚能和Fe-Zn晶界中的混溶间隙是导致转变的原因，此现象由从头算计算得到的磁性排序效应予以证实。我们还表明，由于偏析转变造成的大量锌偏析极大地有助于液体润湿，并减小了沿晶界的分离工作。目前的预测表明，通过合金设计和优化镀锌和焊接工艺控制锌偏析，可以提供针对液态金属脆化的预防策略。
作者：Reza Darvishi Kamachali, Theophilus Wallis, Yuki Ikeda, Ujjal Saikia, Ali Ahmadian, Christian H. Liebscher, Tilmann Hickel, Robert Maa{ss}
论文ID：2304.13336
分类：Materials Science
分类简称：cond-mat.mtrl-sci
提交时间：2023-09-01