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Density-based phase field modelling of the interplay between grain boundary segregation transition and structure

  • Grain boundary (GB) chemical and structural variations can significantly influence materials performance. The former is generally ascribed to the structural gradient between the grain and GB. While GB segregation may be accompanied by chemical and structural variations, clear insights about the GB’s thermodynamic phase behaviour upon coupling between its chemistry and structure is lacking. Using the CALPHAD integrated density-based phase field model, we study the co-evolution of GB’s structure and segregation in Fe-Mn alloys. We found that the GB segregation transition is amplified if its structure can respond to chemical variation. Additionally, the coupling between GB structural and segregation evolution was found to enable co-existence of the spinodally formed low- and high-Mn phases within the GB. In the light of atomistic simulations, we expand on investigating the correlation between the parameters that characterise the GB density map with GB properties.

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Autor*innen:Theophilus Wallis, Reza Darvishi KamachaliORCiD
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Englisch
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.5 Materialmodellierung
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Density-based phase-field modelling; Grain boundary engineering; Microstructure design
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradation von Werkstoffen
Material / Materialdesign
Veranstaltung:TMS 2023
Veranstaltungsort:San Diego, California, USA
Beginndatum der Veranstaltung:19.03.2023
Enddatum der Veranstaltung:23.03.2023
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:24.07.2023
Referierte Publikation:Nein
Eingeladener Vortrag:Nein
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