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Calphad-based alloy design for FCC-based multi-principal element alloys = Calphad-basiertes Legierungsdesign für Kfz-basierte Multi-Hauptelement-Legierungen
2025
Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2025
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University
Genehmigende Fakultät
Fak04
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2025-05-27
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2025-05084
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1012666/files/1012666.pdf
Einrichtungen
Projekte
- DFG project G:(GEPRIS)388166069 - Experimentelles und Calphad-basiertes Screeing mit hohem Durchsatz von CCAs (Hi-TeCC) - Identifizierung und Erforschung neuer Legierungen mit herausragenden mechanischen Eigenschaften (388166069) (388166069)
- SPP 2006: Legierungen mit komplexer Zusammensetzung - Hochentropielegierungen (CCA - HEA) (313773923) (313773923)
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Al-Co-Fe (frei) ; Al-Co-Mn (frei) ; Calphad (frei) ; HEA (frei) ; MPEA (frei) ; Ni-V (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620
Kurzfassung
Für Legierungen mit mehreren Hauptelementen mit Al-, C-, Co-, Cr-, Fe-, Mn-, Ni- und V-Komponentenwurde eine zuverlässige Calphad-basierte Datenbank entwickelt. Zu diesem Zweck wurden das Ni-V-Binärsystem und die Al–Co–Mn- und Al–Co–Fe-Ternärsysteme anhand experimenteller Daten aus der Literatur bewertet. Darüber hinaus wurden ab initio-Berechnungen für Ni–V bei 0 K für alle experimentell berichteten stabilen Phasen durchgeführt, um die thermodynamische Modellierung dieses Systems zu verbessern. Das Hauptaugenmerk bei der Modellierung der ternären Systeme lag auf der Handhabung des Ordnung-Unordnung-Übergangs (bcc/B2), der in einem weiten Bereich von Zusammensetzungen und Temperaturen vorherrschend ist. Im Al–Co–Fe-System gab es neben dem bcc/B2-Übergang auch magnetische Übergänge in der bcc- und B2-Phase.Daher wurde ein vierstufiges Verfahren verwendet, um dieses System sinnvoll zu modellieren. Im Anschluss an den Aufbau der Datenbank wurden mehrere Calphad-Berechnungen durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit experimentellen Daten verglichen, um die Zuverlässigkeit der Datenbank zu validieren. Schließlich wurde die erstellte Datenbank verwendet, um Legierungen vorherzusagen und das experimentelle Legierungsdesign mit vielversprechenden Ergebnissen zu erleichtern.A reliable Calphad-based database has been developed for multi-principal element alloys with Al, C, Co, Cr, Fe, Mn, Ni, and V components. For this purpose, the Ni–V binary system and the Al–Co–Mn, and Al–Co–Fe ternary systems were assessed using experimental data from the literature. In addition, ab initio calculations for Ni–V at 0 K for all experimentally reported stable phases were performed to enhance the thermodynamic modeling of this system. The main focus in modeling of the ternary systems was to handle order–disorder (bcc/B2) transition, which is dominant over a wide range of compositions and temperatures. In the Al–Co–Fe system, apart from the bcc/B2 transition, there was also magnetic transitions in the bcc and B2 phases. Therefore, a four-step procedure was used to reasonably model this system. Following construction of the database, several Calphad calculations were carried out. The results were compared with experimental data to validate the reliability of the database. Finally, the constructed database was used to predict alloys and facilitate experimental alloy design with promising results.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT031170311
Interne Identnummern
RWTH-2025-05084
Datensatz-ID: 1012666
Beteiligte Länder
Germany
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