Ovom studijom postignuta je kontrolna priprema precipitata L12 na osnovu proračuna faznog dijagrama. U kombinaciji sa termodinamičkim potencijalom-pH dijagramom korozije i TEM posmatranjima pasivnih filmova, sistematski je istražen mehanizam uticaja sadržaja nanorazmjerne L12 faze na korozijsko ponašanje legura visoke{4}}entropije. Pojašnjeno je da precipitacija nanorazmjerne L12 faze pomaže obogaćivanju Cr elementima u FCC matrici, čime se poboljšava stabilnost pasivnih filmova i otpornost na rast točaka. Predložena je nova strategija za značajno povećanje potencijala pittinga legura visoke{8}}entropije taloženjem faza L12 na nanorazmjeri.
Ilustrovano objašnjenje
Proračun faznog dijagrama legura visoke entropije L12- daje precizne smjernice za kontroliranu pripremu legura visoke entropije ojačanih padavinama. Kao što je prikazano na slici 1a, legura Co20Cr15Fe20Ni33Al6Ti6 pokazuje jednostavnu FCC + L12 strukturu u širokom temperaturnom opsegu od 800-1100 stepeni, izbegavajući formiranje B2 i Sigma faza. Kombinacijom slika 1a i 1b, veličina L12 faze može se precizno kontrolisati uz variranje njenog sadržaja. Slike 1c i 1d predviđaju promjene elementarnog sastava unutar FCC i L12 faza u zavisnosti od temperature, što može biti važan razlog za promjenu otpornosti legure na koroziju.
Ključna tačka 2: Ponašanje korozije L12 fazno ojačanih legura visoke entropije. Slika 2a-b pokazuje da kako se sadržaj faze L12 povećava, potencijal korozije legure u jamici značajno raste, dostižući približno 600 mV SCE. U poređenju sa drugim višefaznim legurama visoke-entropije ili tradicionalnim legurama, ova legura pokazuje značajne prednosti u pogledu svoje otpornosti na jednoličnu koroziju i koroziju u obliku tačaka (slika 2c).
Tačka 3: Termodinamička stabilnost oksida na dvije-fazne površine analizira se kroz dijagram potencijala-pH. Slike 3a-b prikazuju termodinamičku stabilnost formiranja oksida na površinama FCC faze i L12 faze. Oksid formiran na površini FCC faze je uglavnom Cr2O3, dok je oksid formiran na površini L12 faze uglavnom Al2O3. Cr2O3 ima veću otpornost na piting koroziju, dok se Al2O3 lako adsorbuje i erodira od strane Cl- u rastvoru koji sadrži hlorid-, tako da ima slabiju otpornost na piting koroziju. Stoga se može zaključiti da je L12 faza podložnija koroziji u odnosu na FCC fazu.
Tačka 4: TEM promatranje pasivirajućeg filma potvrdilo je termodinamičko predviđanje. Slike 4a-f pokazuju da je faza L12 bila prvenstveno korodirana tokom procesa korozije, ali je pasivacijski film brzo rastao duž donje FCC matrice, formirajući zakrivljeni, ali kontinuiran i ujednačen pasivacijski film. Ovaj rezultat je bio u skladu sa predviđanjem grafa potencijalnog-pH. Štaviše, stabilnost pasivirajućeg filma legure uglavnom je povezana sa svojstvima FCC matrice, a što je veći sadržaj Cr elementa u FCC matrici, to je pasivacioni film stabilniji. Stoga, povećanjem sadržaja L12 faze i promicanjem obogaćivanja Cr elementima u FCC matrici (slika 1c), može se efektivno poboljšati stabilnost filma za pasivizaciju.
Tačka 5: Analiza stabilnosti rasta rupičaste korozije Pod pretpostavkom da je faza L12 potpuno otopljena, da li će sub-stabilne "jame" koje su ostale nakon rastvaranja nastaviti rasti ili će biti podvrgnute rekristalizaciji? Slika 5a prikazuje elektrohemijski proces koji se odvija unutar sub-jama pod stabilnom piting korozijom. Ovdje, da li piting može stabilno rasti, ovisi o konkurenciji između kinetike rastvaranja i kinetike difuzije. Za istu veličinu pod-stabilnih jama korozije, idiff,crit bi trebao ostati konstantan, kao što je prikazano plavom linijom na slici 5b, dok će FCC matrice s različitim sadržajima Cr dovesti do značajnih promjena u kinetici rastvaranja, kao što je prikazano crvenom linijom na slici 5b. Što je veći sadržaj Cr u FCC matrici, to je manji nagib gustoće struje u odnosu na potencijal, tako da je potreban veći kritični uvjet za stabilan rast pitting korozije, čime se povećava otpornost na stabilan rast pitting korozije.
Ovim radom je značajno poboljšana otpornost na koroziju legure s visokom entropijom-ojačane-regulacijom sadržaja L12 faze. Shvaćene su karakteristike distribucije elemenata tokom taloženja faze L12, razjašnjen je utjecaj sadržaja istaložene faze na korozijsko ponašanje legure visoke{5}}entropije, te je razjašnjen mehanizam utjecaja sadržaja L12 faze na stabilnost pasivirajućeg filma i proces rasta točkovne korozije.