Publication

High energy barriers for edge dislocation motion in body-centered cubic high entropy alloys

Résumé

Recent theory proposes that edge dislocations in random body-centered cubic (BCC) high entropy alloys have high barriers for motion, conveying high strengths up to high temperatures. Here, the energy barriers for edge motion are computed for two model alloys, NbTaV and MoNbTaW as represented by interatomic potentials, using the Nudged Elastic Band method and compared to theoretical predictions. The average magnitude of the barriers and the average spacing of the barriers along the glide direction agree well with the analytical theory, with no adjustable parameters. The evolution of the barriers versus applied stress is modeled, and the mean strength is in reasonable agreement with the predicted zero-temperature strength. These findings validate the analytic theory. A reduced analytic model based on solute misfit volumes is then applied to Hf-Mo-Nb-Ta-Ti-Zr and Mo-Nb-Ta-Ti-V-W alloys, rationalizing the observed significant strength increases at room temperature and 1000 C-circle upon addition of solutes with large misfit into a base alloy. The analytic theory for edge motion is thus a powerful validated tool for guiding alloy selection.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Concepts associés (32)
Dislocation
En science des matériaux, une dislocation est un défaut linéaire (c'est-à-dire non-ponctuel), correspondant à une discontinuité dans l'organisation de la structure cristalline. Une dislocation peut être vue simplement comme un "quantum" de déformation élémentaire au sein d'un cristal possédant un champ de contrainte à longue distance. Elle est caractérisée par : la direction de sa ligne ; un vecteur appelé « vecteur de Burgers » dont la norme représente l'amplitude de la déformation qu'elle engendre.
Restauration (métallurgie)
En métallurgie, la restauration est le nom d'un traitement thermique (ou d'une phase d'un traitement thermique) ou recuit durant lequel on observe une diminution de la densité des dislocations. Les dislocations sont en général introduites par déformation plastique (multiplication des dislocations par le mécanisme de Frank et Read). Ces dislocations se gênent mutuellement et donc augmentent la dureté (phénomène d'écrouissage).
Cross slip
In materials science, cross slip is the process by which a screw dislocation moves from one slip plane to another due to local stresses. It allows non-planar movement of screw dislocations. Non-planar movement of edge dislocations is achieved through climb. Since the Burgers vector of a perfect screw dislocation is parallel to the dislocation line, it has an infinite number of possible slip planes (planes containing the dislocation line and the Burgers vector), unlike an edge or mixed dislocation, which has a unique slip plane.
Afficher plus
Publications associées (48)

Strengthening of edge prism dislocations in Mg-Zn by cross-core diffusion

William Curtin

The activation of prismatic slip in Mg and its alloys can be beneficial for deformation and forming. Experiments show that addition of Zn and Al solutes have a softening effect at/below room temperature, attributed to solutes facilitating basal-prism-basal ...
2024

The influence of lattice misfit on screw and edge dislocation-controlled solid solution strengthening in Mo-Ti alloys

William Curtin, Carolina Baruffi, You Rao

Mo-Ti alloys form solid solutions over a wide range of compositions, with lattice misfit parameters increasing significantly with titanium content. This indicates a strong increase in the critical stress for edge dislocation motion. Here, we probe the tran ...
SPRINGERNATURE2023

Strengthening mechanisms in dilute and random solid solution high-entropy BCC alloys

Alireza Ghafarollahi

Tuning the mechanical properties of metals, including strength, through adjusting the type and/or concentration of added solute elements, has been recognized as an effective way to design and produce materials with desired or optimized mechanical propertie ...
EPFL2022
Afficher plus
MOOCs associés (2)
Thermodynamique II
Ce cours complète le MOOC « Thermodynamique : fondements » qui vous permettra de mettre en application les concepts fondamentaux de la thermodynamique. Pour atteindre cet objectif, le Professeur J.-P
Thermodynamique II
Ce cours complète le MOOC « Thermodynamique : fondements » qui vous permettra de mettre en application les concepts fondamentaux de la thermodynamique. Pour atteindre cet objectif, le Professeur J.-P

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.