Fig. 1 Microstructure en chevrons hiérarchisée. (A à C) EHEA coulé de manière conventionnelle servant ici de matériau de référence. (A) Image électronique rétrodiffusée SEM. (B) Carte de phase de diffraction par rétrodiffusion d'électrons (EBSD) (à gauche) et carte de figure de pôle inverse (IPF) (à droite). (C) Schéma de principe. (D à I) L'EHEA solidifié directionnellement avec une microstructure hiérarchique à chevrons. Les flèches noires en (D) et (E) indiquent la direction DS, et également la direction de charge de traction sur la figure 2A. (D) Image électronique de rétrodiffusion SEM montrant que la microstructure est composée de grains colonnaires. Les joints de grains sont marqués par des lignes pointillées noires. (E) Cartes de phase EBSD et IPF agrandies montrant le grain colonnaire composé d'AEC et de BEC. Les lignes noires pleines et pointillées marquent les limites des grains et des colonies, respectivement. [(F) et (I)] Schéma de principe de la structure en chevrons et de son principe de formation, respectivement. (G) Image HAADF-STEM et modèles SAED associés des phases B2 et L12. L'image HAADF-STEM montre des lamelles à double phase propres sans preuve de nanoprécipités ou d'autres phases, comme cela est également indiqué en (F). (H) SHE-XRD des phases B2 et L12. Crédit :DOI :10.1126/science.abf6986
Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en Chine, les États-Unis et l'Allemagne ont créé un alliage à deux phases qui s'est avéré extrêmement résistant à la fracturation. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit leur alliage, pourquoi il est si résistant à la fracture et ses utilisations possibles. Xianghai An, avec l'Université de Sydney, a publié un article Perspective dans le même numéro de revue décrivant de nouvelles stratégies pour développer de nouveaux alliages et le travail effectué par l'équipe dans ce nouvel effort.
Comme note, la demande de nouveaux types de matériaux pour de nouvelles applications s'est accélérée ces dernières années, conduire de nouveaux travaux dans le développement de métaux d'alliage. Les clients recherchent des matériaux durables, ductile, fort et tolérant aux dommages. Malheureusement, il n'y a pas de métaux qui ont toutes ces caractéristiques. Généralement, les clients doivent faire un compromis, comme entre la capacité d'un matériau à s'étirer et sa résistance. Pour répondre à de tels besoins, les métallurgistes adoptent de plus en plus une nouvelle approche; au lieu de commencer par un métal de base et d'en ajouter de petites quantités d'autres (comme l'utilisation du fer pour fabriquer de l'acier), ils commencent avec des quantités variables de différents métaux. Lorsque trois ou plus sont utilisés, ils sont appelés alliages à éléments multiples (MPEA).
Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont développé un nouveau type de MPEA appelé DS :EHEA, qui présente des "hétérogénéités spatiales multi-échelles". Plus précisement, ils ont utilisé des alliages eutectiques à haute entropie (ceux qui fondent et se solidifient à une température inférieure à leurs points de fusion individuels) pour créer un alliage structuré à deux phases. Ils ont découvert qu'un alliage particulier d'aluminium-fer-cobalt-nickel s'est solidifié en un micro-motif à chevrons très résistant à la fracturation. C'est secret, ils ont découvert, était dans ses phases dures et molles et la façon dont les fissures se sont formées. Ceux qui se sont formés pendant la phase dure ont été arrêtés lorsqu'ils ont atteint une frontière avec une phase molle - le micro-motif à chevrons a servi à transférer le stress. Cela a donné à l'alliage fini non seulement une très haute résistance à la rupture mais un triplement de l'allongement maximum. Les chercheurs suggèrent que leur approche pourrait être utilisée dans une grande variété d'applications nécessitant des alliages eutectiques à haute entropie.
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