Suppressed hydrogen embrittlement of high-strength Al alloys by Mn-rich intermetallic compound particles

金属间化合物 材料科学 氢脆 合金 延展性(地球科学) 晶界 冶金 脆化 微观结构 蠕动 腐蚀 化学 有机化学
作者
Yuantao Xu,Hiroyuki Toda,Kazuyuki Shimizu,Yafei Wang,Baptiste Gault,Wei Li,Kyosuke Hirayama,Hiro Fujihara,Xuejun Jin,Akihisa Takeuchi,Masayuki Uesugi
出处
期刊:Acta Materialia [Elsevier BV]
卷期号:236: 118110-118110 被引量:56
标识
DOI:10.1016/j.actamat.2022.118110
摘要

The pursuit of strong and ductile Al alloys with superior resistance to hydrogen embrittlement (HE) is practically significant across the aerospace and transportation industries among others. Unfortunately, effective ways to progress on the strength-HE trade-off for Al-alloys remain elusive. A strategy of suppressing HE by introducing intermetallic compound (IMC) particles to achieve hydrogen redistribution in various trapping sites was proposed. Here, we systematically induce the precipitation of a constant volume fraction of intermetallic compound (IMC) particles by adding one of 14 elements in a ternary Al-Zn-Mg high-strength alloy. We show a strong correlation between hydrogen trapping energies of the IMC obtained from ab initio calculations with the resistance to HE. Mn-rich Al11Mn3Zn2 particles exhibit the highest hydrogen trapping energy (0.859 eV/atom), leading to a decrease by approximately 5 orders of magnitude in the hydrogen occupancy in η2 (MgZn2) phase interfaces and grain boundaries, where HE cracks initiate. The Mn-addition did not deteriorate the ductility and most Al11Mn3Zn2 particles remained intact during plastic deformation which was revealed by in-situ 3D X-ray tomography. Hydrogen-induced strain localization at η2 phase interfaces and grain boundaries were inhibited due to strong hydrogen trapping capacity of Al11Mn3Zn2, hence preventing HE cracks initiation. Our approach effectively suppresses hydrogen-induced cracks without sacrificing the ductility, and our strategy can help the design roadmap of HE-tolerant high-strength metallic alloys.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
胡萝卜发布了新的文献求助10
1秒前
竹林听风发布了新的文献求助10
4秒前
sjxbjrndkd发布了新的文献求助10
4秒前
聪明的凝琴完成签到,获得积分10
5秒前
Aaron发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
CometF完成签到 ,获得积分10
9秒前
科研通AI2S应助zhao采纳,获得10
9秒前
mingqiao7完成签到 ,获得积分20
10秒前
李李05发布了新的文献求助10
12秒前
七七完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
乐乱完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
烟花应助galaxy采纳,获得10
15秒前
16秒前
17秒前
冷静的尔冬完成签到 ,获得积分10
18秒前
善学以致用应助Aaron采纳,获得10
18秒前
大胆怜阳发布了新的文献求助10
20秒前
养猪大户完成签到 ,获得积分10
22秒前
完美世界应助何三岁采纳,获得10
23秒前
情怀应助何三岁采纳,获得10
23秒前
小蘑菇应助何三岁采纳,获得10
23秒前
华仔应助何三岁采纳,获得10
23秒前
钵钵鸡发布了新的文献求助30
23秒前
24秒前
GalwayBoy发布了新的文献求助10
24秒前
麻麻薯发布了新的文献求助10
26秒前
个性凉面完成签到,获得积分10
26秒前
galaxy发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
29秒前
何三岁完成签到,获得积分10
31秒前
33完成签到 ,获得积分10
33秒前
皮皮发布了新的文献求助10
35秒前
仙人发布了新的文献求助30
35秒前
35秒前
swx完成签到,获得积分10
37秒前
38秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Computational Atomic Physics for Kilonova Ejecta and Astrophysical Plasmas 500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3782367
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3327852
关于积分的说明 10233399
捐赠科研通 3042794
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1670183
邀请新用户注册赠送积分活动 799658
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758883