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World File Search System合金元素
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广泛用作航空航天和核工程（在裂变和聚变应用）的结构材料、金属加工工具和坩埚，以及腐蚀环境中的化学反应容器。最近，所有组成元素含量相当的复杂浓缩合金 (CCA) 已成为 RA 研究的一个新课题 [3, 4, 5, 6]。从纯金属到 CCA 的转变通常会改善材料性能和/或出现新的有益工程特性。在过去的 15-20 年里，这类合金一直是深入研究的主题。如今广泛讨论的高熵合金 [7, 8, 9] 是 CCA 的一个特例，其中合金元素的数量等于或超过五种。但即使涉及的元素数量只有三四种，与纯金属相比，高构型熵和严重的晶格畸变也会导致 CCA 材料性质发生质的变化。Senkov 等人。 [3, 10] 研究了一种 W 0.25 Ta 0.25 Mo 0.25 Nb 0.25 合金，该合金在高温下表现出有趣的力学性能：在 850K 至 1800K 的温度范围内，屈服应力极高（约 600 MPa）并且似乎几乎与温度无关。人们认为造成这一不寻常特征的主要机制之一是 CCA 的局部晶格畸变 (LLD) [7, 11]，它抑制了位错运动。根据这一推测，在 Zou 等人最近的研究中 [12]，他们通过高分辨率透射电子显微镜证实了 Nb-Mo-Ta-W 耐火合金中的局部畸变。经典分子动力学 (MD) 模拟是研究 CCA 特性最有力的工具之一。这种建模的关键部分是原子间势。因此，为此类系统开发可靠且广泛适用的势能是计算材料科学中的一项基本任务。对于耐火 CCA，Zhou 等人 [13, 14] 报道了一类可扩展至合金的嵌入式原子方法 (EAM) 势能。2013 年，Lin 等人 [15] 将 Zr 和 Nb 组分纳入该组势能中。这些势能被广泛用于探测耐火 CCA 中缺陷的行为 [16, 17, 18, 19, 20]。然而，由于可预测性较差，使用该模型获得的模拟结果最多只能视为定性的——即使对于纯金属也是如此。例如，对于纯钨，Zhou 的势能严重高估了熔化温度（比实验值高出近 1000K）[21]，并且与从头算计算结果相比，显示出错误的螺位错 Peierls 势垒特征（峰值和形状）[22]。对于纯钼，Zhou 的模型给出了螺位错的极化核心
前言
在我们迎来过去的一年之际，我们展望了大学在新校长选举的推动下将进一步发展，我们很高兴与大家分享我们在努力中取得的进展。我们对国际化、绿色技术和负责任材料的开发关注，这塑造了研究、教学和我们的第三项使命的新战略。在我们的部门内，我们认识到材料在科学研究和教育计划中的关键作用。新的本科学习计划“材料科学与技术”的成功推出标志着一个重要的里程碑，该计划以创新课程为特色，让学生从第一学期开始就接触到材料特定内容。该计划为我们参与欧洲材料学院 (EEIGM) 奠定了基础，该学院涉及欧洲六个材料科学部门，旨在激励学生应对材料科学的全球挑战。国际硕士课程“先进材料科学与工程 - AMASE”已于秋季迎来首批毕业，并成为我们部门教育计划不可或缺的一部分。我们部门值得一提的是两个新的 Christian Doppler 实验室。 CD-Lab“基于知识的先进钢设计”专注于研究废料使用量增加以及由此产生的不良杂质和微量元素对钢性能的影响。CD-Lab“晶体生长的先进计算设计”开发了改进晶体生长过程的计算方法，重点是碳化硅。我们的部门还通过购买高端设备扩展了其能力，包括用于超快速烧制 3D 打印陶瓷的新型火花等离子烧结系统、用于在低温下进行微观和纳米力学测试的低温纳米压痕仪，以及两台能够在微观和中观尺度上进行跨尺度疲劳测试的小型测试设备。在莱赫阿尔贝格举行的第二届材料科学研讨会重点关注“计算材料科学”，来自德国和美国的国际演讲者出席了会议。我们在莱奥本举办了第 7 届“先进陶瓷断口分析”会议、第 7 届“年轻陶瓷家增材制造”（yCAM）、第 57 届金相学会议以及第 20 届“合金元素对迁移界面影响研讨会”。我们还在塞高组织了第 93 届 IUVSTA 研讨会，主题是“表面工程结构、涂层和薄膜表征方面的进展”。我们为我们的年轻研究生获得的多个会议奖项以及我们的研究人员获得的杰出认可感到自豪。我们在《Materials Today Advances》、《Journal of Materials Chemistry A》、《Advanced Materials》、《Advanced Science》、《Nature Communications》或《Communications Materials》等著名期刊上发表了大量文章，强调了我们部门在 2023 年的高质量研究活动。我们衷心感谢我们的研究人员、学生和工业合作伙伴的坚定支持和持续的动力，以共同应对未来的挑战。我们邀请您欣赏以下页面，概述了我们部门在 2023 年的活动。
316L不锈钢的线材和电弧增材制造...
功能梯度材料 (FGM) 的概念是为了开发高性能耐热材料而提出的，其中耐热陶瓷与金属混合[1]。FGM 是一类先进的异质材料，其成分和性能表现出可控的空间变化，从而导致其性能 (热/电导率、耐腐蚀、机械、生物化学等) 逐渐变化。FGM 背后的主要思想包括一种不能满足所有设计要求的材料和一种适用于特定位置和操作条件的不同材料。由于这种协同效应，FGM 可应用于不同领域，例如生物医学、汽车和航空航天、电子、光学、核应用、反应堆部件和能量转换 [2]。FGM 的特点是材料之间可以逐渐转变，也可以不连续/突然转变。对于突然转变（直接界面），部件会承受巨大的应力和化学不相容性。相反，连续/渐进的转变可以最大限度地减少这些问题，并改善界面处的机械性能 [3、4]。基于电弧的定向能量沉积（DED-arc），通常称为线材和电弧增材制造（WAAM），是制造 FGM 的一种很有价值的制造技术。使用配备多个独立线材送料器的机器可以轻松进行其生产，从而可以创建在多个方向上具有成分和性能梯度的部件。同时使用两根线材被称为双线和电弧增材制造 (T-WAAM)。尽管如此，在同一熔池中结合两种材料会带来令人困惑的挑战，包括可能形成不良的金属间化合物，这会降低可焊性/可打印性（例如，由于形成热裂纹和高硬度区域）并导致过早失效 [2]。此外，热膨胀系数不匹配、熔化温度差异以及溶解度不足都会导致开裂和脆化 [5]。每根焊丝不同的热物理性质也意味着确保零件无缺陷所需工艺参数存在显著差异。316L 不锈钢与 Inconel 625 的 FGM 用于化工厂、石油天然气和核工业应用。特别是在堆焊管道和阀门中，零件插入两种不同的环境中，需要不同的耐腐蚀和耐磨性（内部接触腐蚀性流体，例如含有高 CO2 和 H2S 的原油，外部接触大气 [6e8]）。尽管 Inconel 625 的这些性能更胜一筹，但在结构件的关键区域用不锈钢替代 Inconel 可以降低相关部件成本。两种合金的基质均为单个面心立方 (FCC) 相 (g)，主要合金元素为 Fe、Cr 和 Ni。根据工艺和制造策略，可能会出现一些问题，其中热裂纹尤为普遍。Shah 等人 [9] 使用激光定向能量沉积 (L-DED) 分析了工艺参数对 316 不锈钢到 Inconel 718 FGM 制造的影响。作者没有证明由激光诱导裂纹的证据
开发基于病例硬化的钢Bainidur AM的新型耐磨损的WC增强涂层，用于取代渗透热处理
病例钢钢通常用于齿轮和轴承应用。这类材料的低碳含量可为不同生产技术（如形成，锻造和焊接）提供出色的加工性。但是，低碳含量限制了这组材料的可靠性。一种特殊的热处理被称为病例硬化，对于提高这些材料的可耐用性是必要的。这种热处理是化石或硝化的，然后进行了亚分化的强化操作以改善表面硬度。渗碳的局限性是该过程耗时，薄壁的零件可能会变形[1]。长时间的时间使这个过程不吸引小批量尺寸的织物。此外，发现仅马氏体结构在材料的耐磨性方面不利[2]。说到耐磨性，仅产品的磨损可能导致多达全国国内生产总值的4％的经济成本[3]。低合金钢的病例硬化主要导致马氏体微观结构，因为几乎所有碳都在马氏体内捕获[4]。调节这些产品通常是为了改善工件的延展性。关于耐磨性，诸如碳化物之类的次级阶段比单纯的马氏体微观结构更优选。为了形成碳化物（VC）或碳化钨（WC）等碳化物，需要超过500℃的高温温度[5]。但是，这些形成碳化物的元素通常不存在或仅在病例钢钢内以较小的比率存在。它们的缺席阻碍了次级碳化物的降水的影响，从而限制了最终部分的耐磨性。因此，需要替代仅碳增强的替代方案，以进一步改善病例钢钢的部分。基于激光的定向能量沉积（DED-LB/M）Pro-VIDESA有望altertantiveto病例硬化，用于调整产品的表面硬度[6]。DED-LB/M中的灵活处理允许生成三维结构，修复磨损的表面或沉积耐磨性覆盖层到高度载荷的表面上。由于可以同时使用DED-LB/m同时使用多种粉末材料，因此可以局部调整最终工件的化学成分[7]。这种高灵活性打开了在需要的情况下在具有量身定制特性的自由形式表面上涂上涂料的可能性。应用的一个潜在领域是将渗碳产品代替仅以小批量制造的大零件。这样做，可以进行长时间的固定时间。DED-LB/M维修应用程序的巨大潜力也使当地磨损的配件进行翻新。使用DED-LB/M进行维修应用，需要产生具有与先前碳液材料相似的材料硬度的硬表面。知道只有固定钢的马氏体硬化产品的前提不利，可以添加进一步的合金元素，以提高关键特性，例如耐磨性或硬度。结合了例如，钨可以帮助改善固醇溶液加强以及高温耐药性的材料的性质[8]。
Alloy uns N08827：合金N08825的新版本和高级版本，具有更好的
为了提高对氯化物诱导的局部腐蚀的耐药性，通过将钼含量从3 wt .-％增加到3 wt .-％的Alloy Uns N08825中的Alloy n08825中的3 wt .-％左右的825 ctp中，通过将钼含量从大约3 wt .-％增加到3 wt。通过增加钼含量，pren（由公式（1）给出的匹配抗性等效数）从33增加到42，这给出了提高耐腐蚀性的首先指示。通过在合金N08825中从30°C（86°F）2的临界点温度（CPT）升高至合金825 CTP的合金3-5（131°F）3-5的临界点温度（CPT）从30°C（86°F）2中升高，通过实验证实了改善的耐腐蚀性。pren =％cr + 3.3 x％mo + 16 x％n（1）此外，众所周知，合金N08825在焊接过程中非常容易易于热开裂，这可能发生在热影响区（HAZ）或焊接金属本身中，代表了跨间的故障模式。为了评估材料的热开裂敏感性，固化温度范围（固体二液值差值，ΔT）通常用作首次评估。较高的ΔT导致沿晶界和跨齿状区域分布的残留液相，从而导致冷却收缩过程中晶界延展性的损失，因此可以进行热开裂。6,7在实验上，可以通过改进的涂层（MVT）测试来评估热破裂的敏感性。通常将钛和niobium添加到合金中，以稳定碳并防止在可能导致晶间腐蚀的晶界处的碳化物降水。MVT测试被用作“通用”焊接性测试，旨在独立控制焊接参数和机械负载，该测试允许通过热裂缝数量和焊接样品的热裂纹长度评估和比较材料。在另一侧，从焊接的角度来看，据众所周知，钛对材料的可焊性具有有效的影响，7，但有关钛的这一方面的信息有限。Shankar等人。沿ti稳定的奥氏体不锈钢焊缝的裂缝和跨齿状区域验证了一般的高钛富集。认为，较高的钛含量会导致对晶界的种族隔离增加，这导致在这些地区形成更有害的次级相，后来可能有助于形成裂纹。此外，已知钛和其他分区元素在凝固过程中丰富了谷物和亚晶界。将这些元素分配到边界区域时，可以显着降低这些位点的有效凝固温度范围。8钛作为合金元素的另一个缺陷是其在电弧焊接过程中无法预测的氧化行为，这可能导致间质钛的消耗 - 从而降低了其稳定效果 - 与焊接金属中钛含量的发生结合。由于最近开发的合金825 CTP可以通过高级辅助冶金生产工艺实现非常低的碳含量，因此不需要钛的添加钛的目的