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The AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory high entropy superalloy: Experimental findings and comparison with calculations using the CALPHAD method

  • Detailed microstructural characterization of the AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory high entropy superalloy in the as-cast state is reported for first time and compared with the state annealed at 1400 oC for 24 h. The former shows a dendritic structure, with a mixture of A2/B2 phases < 20 nm in both the dendritic and interdendritic regions. A mostly amorphous phase, rich in Al and Zr, is found within the interdendritic region. The annealed state reproduced the combination of A2/B2/Al-Zr-rich phases reported previously. Calculations from two relevant ThermoCalc databases were compared with the experimental results. Equilibrium calculations were compared with results for the annealed alloy, whereas solidification paths calculated using Scheil-Gulliver model were used for comparison with the as-cast alloy. A previously hypothesized spinodal decomposition during cooling as the mechanism responsible for the patterned A2/B2 microstructure is confirmed via the CALPHAD calculations, pointing to itsDetailed microstructural characterization of the AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory high entropy superalloy in the as-cast state is reported for first time and compared with the state annealed at 1400 oC for 24 h. The former shows a dendritic structure, with a mixture of A2/B2 phases < 20 nm in both the dendritic and interdendritic regions. A mostly amorphous phase, rich in Al and Zr, is found within the interdendritic region. The annealed state reproduced the combination of A2/B2/Al-Zr-rich phases reported previously. Calculations from two relevant ThermoCalc databases were compared with the experimental results. Equilibrium calculations were compared with results for the annealed alloy, whereas solidification paths calculated using Scheil-Gulliver model were used for comparison with the as-cast alloy. A previously hypothesized spinodal decomposition during cooling as the mechanism responsible for the patterned A2/B2 microstructure is confirmed via the CALPHAD calculations, pointing to its use as an efficient design tool for such alloys. Finally, the comparison between the experimental and computational findings allowed better understanding the solidification path and equilibrium stability of this alloy, giving a base to make better decisions on the field of new refractory superalloy design.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Patricia Suárez OcanoORCiD, S. G. Fries, I. Lopez-Galilea, Reza Darvishi KamachaliORCiD, J. Roik, Leonardo Agudo JácomeORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Materials and design
Jahr der Erstveröffentlichung:2022
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.1 Mikrostruktur Design und Degradation
5 Werkstofftechnik / 5.5 Materialmodellierung
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier
Verlagsort:Amsterdam
Jahrgang/Band:217
Aufsatznummer:110593
Erste Seite:1
Letzte Seite:13
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:CALPHAD database analysis; Characterization; Chemically complex alloy; Microstructure; Refractory superalloys
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
DOI:10.1016/j.matdes.2022.110593
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-545906
ISSN:1873-4197
Zugehöriger Identifikator:https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-568009
Zugehöriger Identifikator:https://opus4.kobv.de/opus4-bam/frontdoor/index/index/docId/56861
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:04.04.2022
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:27.02.2023
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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