Análisis de la descomposición espinodal en aleaciones Fe-32 y 40 %at. Cr utilizando el método de campo de fases basado en las ecuaciones lineal y no lineal de Cahn y Hilliard

Autores/as

  • Orlando Soriano-Vargas Instituto Politécnico Nacional (ESIQIE) - Tecnológico de Estudios Superiores de Jocotitlan
  • Víctor M. López-Hirata Instituto Politécnico Nacional (ESIQIE)
  • Erika O. Ávila-Dávila Instituto Tecnológico de Pachuca
  • Maribel L. Saucedo-Muñoz Instituto Politécnico Nacional (ESIQIE)
  • Nicolás Cayetano-Castro Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologías

DOI:

https://doi.org/10.3989/revmetalm.078

Palabras clave:

Aleaciones Fe-Cr, Descomposición espinodal, Ecuaciones de Cahn y Hilliard, Método de campo de fases

Resumen


La descomposición espinodal se estudió durante el envejecido de aleaciones Fe-Cr mediante la solución numérica de las ecuaciones diferenciales parciales lineal y no linear de Cahn y Hilliard usando el método de diferencias finito explícito. Los resultados de la simulación numérica permitieron describir apropiadamente el mecanismo, morfología y cinética de la descomposición de fases durante el envejecido isotérmico de estas aleaciones. La cinética de crecimiento de la descomposición de fases ocurrió muy lentamente durante las primeras etapas de envejecido, y se incrementó considerablemente con el tiempo de envejecido. La ecuación no lineal parece ser más apropiada para describir las primeras etapas de la descomposición espinodal que la ecuación lineal.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Bonny, G., Terentyev, D., Malerba, L. (2008). On the Éø-ÉøÅL miscibility gap of Fe-Cr alloys. Scripta Mater. 59 (11), 1193-1196. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2008.08.008

Brenner, S.S, Miller, M.K., Soffa, W.A. (1982). Spinodal decomposition of iron-32at.% chromiun at 470°C. Scripta Metall. Mater. 16 (7), 831-836. https://doi.org/10.1016/0036-9748(82)90239-3

Cahn, J.W. (1966). The later stages of spinodal decomposition and the beginnings of particle coarsening. Acta Metall. Mater. 14 (12), 1685-1692. https://doi.org/10.1016/0001-6160(66)90021-6

Cahn, J.W., Hilliard, J.E. (1958). Free energy of a nonuniform system. I. interfacial free energy. J. Chem. Phys. 28 (2), 258-267. https://doi.org/10.1063/1.1744102

Cahn, J.W., Hilliard, J.E. (1971). Spinodal decomposition: A reprise. Acta Metall. Mater. 19 (2), 151-161. https://doi.org/10.1016/0001-6160(71)90127-1

Danoix, F., Auger, P. (2000). Atom probe studies of the Fe-Cr system and stainless steels aged at intermediate temperature: A review. Mater. Charact. 44 (1-2), 177 -201. https://doi.org/10.1016/S1044-5803(99)00048-0

Dieter, G.E. (1988). Mechanical Metallurgy: SI Metric Edition, McGraw-Hill, London. pp. 17-68.

Dongsheng, C., Akihiko, K., Wentuo, H. (2014). Correlation of Fe/Cr phase decomposition process and age-hardening in Fe-15Cr ferritic alloys. J. Nucl. Mater. 455 (1-3), 436-439. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2014.07.069

Dubiel, S.M., Zukrowski, J. (2013). Fe-rich border and activation energy of phase decomposition in a Fe-Cr alloy. Mater. Chem. Phys. 141 (1), 18-21. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2013.05.023

Hilliard, J.E. (1970). Spinodal Decomposition. In: Phase transformations. ASM, USA, pp. 497-539.

Honjo, M., Saito, Y. (2000). Numerical simulation of phase separation in Fe-Cr binary and Fe-Cr-Mo ternary alloys with use of the Cahn-Hilliard equation. ISIJ Int. 40 (9), 914-919. https://doi.org/10.2355/isijinternational.40.914

Hyde, J.M., Miller, M.K., Hetherington, M.G., Cerezo, A., Smith, G.D.W., Elliott, C.M. (1995). Spinodal decomposition in Fe-Cr alloys: experimental study at the atomic level and comparison with computer models-II. Development of domain size and composition amplitude. Acta Metall. Mater. 43 (9), 3403-3413. https://doi.org/10.1016/0956-7151(95)00042-t

Jing, Z., Joakim, O., Mattias, T., Peter, H. (2013). Quantitative evaluation of spinodal decomposition in Fe-Cr by atom probe tomography and radial distribution function analysis. Microsc. Microanal. 19 (3), 665-675. https://doi.org/10.1017/S1431927613000470 PMid:23642804

Kostorz, G. (2001). Phase Transformations in Materials, Spinodal Decomposition. Wiley-VCH, Germany, pp. 409-480. https://doi.org/10.1002/352760264X

La Salle, J.C., Schwartz, L.H. (1986). Further studies of spinodal decomposition in Fe-Cr. Acta Metall. Mater. 34 (6), 989-1000. https://doi.org/10.1016/0001-6160(86)90208-7

Malerba, L., Bonny, G., Terentyev, D., Zhurkin, E.E., Hou, M., Vörtler, K., Nordlund, K. (2013). Microchemical effects in irradiated Fe-Cr alloys as revealed by atomistic simulation. J. Nucl. Mater. 442 (1-3), 486-498. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2012.12.038

Martínez, E., Senninger, O., Fu, Ch., Soisson, F. (2012). Decomposition kinetics of Fe-Cr solid solutions during thermal aging. Phys. Rev. B 86 (12), Id. 224109. https://doi.org/10.1103/physrevb.86.224109

Mehrer, H. (1990). Diffusion in Solid Metals and Alloys. Landolt-Bornstein, Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology. Group III: Crystal and Solid State Physics. Vol. 26, Springer-Verlag, Germany, pp. 32-80. https://doi.org/10.1007/b37801

Pearson, W.B. (1958). A Handbook of Lattice Spacings and Structures of Metals and Alloys. Pergamon, London. https://doi.org/10.1063/1.3062734

Senninger, O., Martínez, E., Soisson, F., Nastar, M., Bréchet, Y. (2014). Atomistic simulations of the decomposition kinetics in Fe-Cr alloys: Influence of magnetism. Acta Mater. 73, 97-106. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2014.03.019

Soriano, V.O., Avila, D.E.O., López-Hirata, V.M, Dorantes- Rosales, H.J., González, V.J.L. (2009). Spinodal Decomposition in an Fe-32 at% Cr Alloy during Isothermal Aging. Mater. Trans. 50 (7), 1753-1757. https://doi.org/10.2320/matertrans.M2009029

Soriano, V.O., Avila, D.E.O., López-Hirata, V.M., Cayetano, C.N., González, V.J.L. (2010). Effect of spinodal decomposition on the mechanical behavior of Fe-Cr alloys. Mat. Sci. Eng. A-Struct 527 (12), 2910-2914. https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.01.020

Terentyev, D.A., Bonny, G., Malerba, L. (2008). Strengthening due to coherent Cr precipitates in Fe-Cr alloys: Atomistic simulations and theoretical models. Acta Mater. 56 (13), 3229-3235. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2008.03.004

Tomoaki, S., Yasuyoshi, N., Daniel, S., Alfredo, C. (2015). Hardening in thermally-aged Fe-Cr binary alloys: Statistical parameters of atomistic configuration. Acta Mater. 89, 116-122. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.02.013

Voorhees, P.W. (1992). Ostwald ripening of two-phase mixtures. Annu. Rev. Mater. Sci. 22, 197-215. https://doi.org/10.1146/annurev.ms.22.080192.001213

Publicado

2016-12-30

Cómo citar

Soriano-Vargas, O., López-Hirata, V. M., Ávila-Dávila, E. O., Saucedo-Muñoz, M. L., & Cayetano-Castro, N. (2016). Análisis de la descomposición espinodal en aleaciones Fe-32 y 40 %at. Cr utilizando el método de campo de fases basado en las ecuaciones lineal y no lineal de Cahn y Hilliard. Revista De Metalurgia, 52(4), e078. https://doi.org/10.3989/revmetalm.078

Número

Sección

Artículos

Artículos más leídos del mismo autor/a