Fig. 1 Microestructura en espina de pescado ordenada jerárquicamente. (A a C) EEES de fundición convencional que sirve aquí como material de referencia. (A) Imagen de electrones retrodispersados por SEM. (B) Mapa de fase de difracción por retrodispersión de electrones (EBSD) (izquierda) y mapa de figura de polo inverso (IPF) (derecha). (C) Diagrama esquemático. (D a I) El EEES direccionalmente solidificado con una microestructura jerárquica en espina de pescado. Las flechas negras en (D) y (E) indican la dirección DS, y también la dirección de carga de tracción en la Fig. 2A. (D) Imagen de electrones de retrodispersión SEM que muestra que la microestructura está compuesta de granos columnares. Los límites de grano están marcados por líneas discontinuas negras. (E) Fase EBSD ampliada y mapas de IPF que muestran el grano columnar que consta de AEC y BEC. Las líneas negras sólidas y punteadas marcan los límites de granos y colonias, respectivamente. [(F) y (I)] Diagrama esquemático de la estructura en espiga y su principio de formación, respectivamente. (G) Imagen HAADF-STEM y patrones SAED relacionados de las fases B2 y L12. La imagen HAADF-STEM muestra laminillas limpias de fase dual sin evidencia de nanoprecipitados u otras fases, como también se indica en (F). (H) SHE-XRD de las fases B2 y L12. Crédito:DOI:10.1126 / science.abf6986
Un equipo de investigadores afiliados a múltiples instituciones en China, Estados Unidos y Alemania han creado una aleación de doble fase que ha demostrado ser extremadamente resistente a la fractura. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su aleación, por qué es tan resistente a la fractura y sus posibles usos. Xianghai An, con la Universidad de Sydney, ha publicado un artículo de Perspective en el mismo número de la revista que describe nuevas estrategias en el desarrollo de aleaciones para nuevos propósitos y el trabajo realizado por el equipo en este nuevo esfuerzo.
Como anota An, la demanda de nuevos tipos de materiales para nuevas aplicaciones se ha acelerado en los últimos años, impulsando nuevos trabajos en el desarrollo de metales aleados. Los clientes buscan materiales duraderos, dúctil, fuerte y tolerante a los daños. Desafortunadamente, no hay metales que tengan todas estas características. Generalmente, los clientes deben hacer una compensación, como entre la capacidad de un material para estirarse y su resistencia. Para satisfacer tales necesidades, los metalúrgicos están adoptando cada vez más un nuevo enfoque; en lugar de comenzar con un metal básico y agregar pequeñas cantidades de otros (como usar hierro para hacer acero), están comenzando con cantidades variables de diferentes metales. Cuando se utilizan tres o más, se denominan aleaciones de elementos múltiples principales (MPEA).
En este nuevo esfuerzo, los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de MPEA llamado DS:EEES, que presenta "heterogeneidades espaciales multiescala". Más específicamente, utilizaron aleaciones eutécticas de alta entropía (aquellas que se funden y solidifican a una temperatura inferior a sus puntos de fusión individuales) para crear una aleación estructurada de doble fase. Descubrieron que una aleación particular de aluminio, hierro, cobalto y níquel se solidificaba en un micropatrón en espiga que era muy resistente a la fractura. Es secreto, ellos descubrieron, fue en sus fases dura y blanda y la forma en que se formaron las grietas. Los que se formaron durante la fase dura se detuvieron cuando alcanzaron un borde con una fase blanda; el micropatrón de espina de pescado sirvió para transferir el estrés. Esto le dio a la aleación terminada no solo una muy alta resistencia a la fractura, sino que triplicó el alargamiento máximo. Los investigadores sugieren que su enfoque podría usarse en una amplia variedad de aplicaciones que requieren aleaciones eutécticas de alta entropía.
© 2021 Science X Network
