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Local chemical inhomogeneities in TiZrNb-based refractory high-entropy alloys

Journal of Materials Science & Technology 2023年第4期135卷 221-230页

作者： Kaihui Xun Bozhao Zhang Qi Wang Zhen Zhang Jun Ding En Ma Center for Alloy Innovation and Design(CAID) State Key Laboratory for Mechanical Behavior of MaterialsXi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China Science and Technology on Surface Physics and Chemistry Laboratory P.O.Box 9-35Jiangyou 621908China

Multi-principal element solid solutions are prone to develop local chemical inhomogeneities,i.e.,chemi-cal order/clustering and/or compositional ***,these structural details from short-range(first couple of nearest-neighbor atomic shells)to nanometer length scale are very challenging to re-solve in both experimental characterization and computer *** instance,Monte Carlo model-ing based on density-functional-theory calculations is severely limited by the sample size and the sim-ulation steps practical in the *** the cluster expansion approach,here we systemati-cally reveal the local chemical inhomogeneity,including chemical order and compositional fluctuation,in three representative equiatomic TiZrNb-based body-centered cubic refractory high-entropy alloys(HEAs):TiZrNb,TiZrHfNb and ***-Zr pairs are found to exhibit the highest degree of chemical pref-erence among all atomic *** chemical short-range order(CSRO)induces an accompanying com-positional undulation,both extending to characteristic dimensions of the order of one *** chemical inhomogeneity trend uncovered for this series of TiZrNb-based HEAs is expected to impact their mechanical properties;e.g.,incorporating the CSRO effects in a current model significantly improves its agreement with experimental measured yield strength.

关键词： Local chemical inhomogeneity Cluster expansion TiZrNb-based high-entropy alloy Chemical short-range order compositional fluctuation

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