مواد و ساخت پیشرفته

در تحقیقات اخیر، توالی تکامل فازی پیچیده یک آلیاژ ساختاری جدید امیدوارکننده دمای بالا با ترکیب Al₂₀Cr₂₀Fe₃₅Ni₂₀Ti₅ (درصد اتمی٪) با استفاده از راه اندازی شناورسازی الکترومغناطیسی (EML[1]) همراه با پراش پرتو ایکس با انرژی بالا (XRD[2]) و نیز به میکروسکوپ الکترونی عبوری روبشی (STEM[3]) مورد مطالعه قرار گرفته است. این آزمایش‌ها با هر دو میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM[4]) و مشاهدات STEM با وضوح بالا از ریزساختار آلیاژ ریختگی، و همچنین با اندازه‌گیری ترکیب طیف‌سنجی پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDS[5]) تکمیل شده­اند. همچنین آزمایشات کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC[6]) برای شناسایی دماهای سالیدوس[7]، لیکوئیدوس[8] و دماهای انتقال A2 ↔ B2 و B2 ↔ L21 استفاده شده است.

نتایج به‌دست‌آمده از این آزمایشات تکمیلی نشان می‌دهد که آلیاژ، در ابتدا دندریت‌های اولیه فاز مکعبی اتم مرکز (bcc[9]) با ساختار A2 را از مذاب تشکیل می‌دهد، و به دنبال آن bcc منظم با ساختار B2 در مناطق بین دندریتی زمانی که جدایش ترکیبی به اندازه کافی بقیه مذاب را غنی کرد، تشکیل می‌دهد.

رسوبات منظم شده B2 در داخل دندریت­های اولیه با ساختار A2 شکل می­گیرند و مناطق بین دندریتی B2 تحت یک واکنش تجزیه پیوسته به یک آرایش مارپیچ مانند از فازهای A2 و B2/L21 زیر دمای سالیدوس قرار می­گیرند. در دمای زیر حدود 1380 درجه کلوین، دامنه­های B2 در هر دو ناحیه دندریتی و بین دندریتی احتمالاً تحت یک انتقال منظم­سازی مداوم به فاز L21 قرار می­گیرند.

مشاهدات تجربی Al₂₀Cr₂₀Fe₃₅Ni₂₀Ti₅ مطابقت خوبی با پیش‌بینی‌های CALPHAD دارند، اما نشان می‌دهند که محدودیت‌های حلالیت فاز L21-Heusler باید کاهش یابد تا شامل حلالیت بیشتری از آهن برای زیرشبکه Ni شود و انحرافات در پارامتر نظم از پارامتر استوکیومتری در نظر گرفته شود.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645422001252