Cette étude a permis la préparation contrôlable de précipités L12 sur la base de calculs de diagrammes de phases. Combiné avec le diagramme de potentiel thermodynamique - pH de la corrosion et les observations TEM de films passifs, le mécanisme d'influence de la teneur en phase nanométrique L12 sur le comportement à la corrosion des alliages à haute - entropie a été systématiquement étudié. Il a été précisé que la précipitation de la phase nanométrique L12 contribue à enrichir les éléments Cr dans la matrice FCC, améliorant ainsi la stabilité des films passifs et la résistance à la croissance par piqûres. Une nouvelle stratégie a été proposée pour augmenter considérablement le potentiel de piqûre des alliages à haute entropie en précipitant des phases L12 à l'échelle nanométrique.
Explication illustrée
Le calcul du diagramme de phase des alliages à haute entropie L12- fournit des conseils précis pour la préparation contrôlable d'alliages à haute entropie renforcés par précipitation. Comme le montre la figure 1a, l'alliage Co20Cr15Fe20Ni33Al6Ti6 présente une structure simple FCC + L12 dans une large plage de températures de 800 à 1 100 degrés, évitant la formation de phases B2 et Sigma. En combinant les figures 1a et 1b, la taille de la phase L12 peut être contrôlée avec précision tout en faisant varier son contenu. Les figures 1c et 1d prédisent les changements dans la composition élémentaire au sein des phases FCC et L12 en fonction de la température, ce qui peut être une raison importante de l'altération de la résistance à la corrosion de l'alliage.
Point clé 2 : Comportement à la corrosion des alliages à haute entropie renforcés par phase L12. La figure 2a-b montre qu'à mesure que la teneur en phase L12 augmente, le potentiel de corrosion par piqûre de l'alliage augmente considérablement, atteignant jusqu'à environ 600 mV SCE. Comparé à d'autres alliages multiphasés à haute -entropie ou à des alliages traditionnels, cet alliage présente des avantages significatifs en termes de résistance à la corrosion uniforme et à la corrosion par piqûre (Figure 2c).
Point 3 : La stabilité thermodynamique de l'oxyde sur la surface biphasée-est analysée à travers le diagramme de potentiel-pH. Les figures 3a-b montrent respectivement la stabilité thermodynamique de la formation d'oxyde sur les surfaces de la phase FCC et de la phase L12. L'oxyde formé à la surface de la phase FCC est principalement du Cr2O3, tandis que l'oxyde formé à la surface de la phase L12 est principalement de l'Al2O3. Le Cr2O3 a une plus grande résistance à la corrosion par piqûres, tandis que l'Al2O3 est facilement adsorbé et érodé par le Cl- dans la solution contenant du chlorure-, ayant ainsi une résistance plus faible à la corrosion par piqûres. Par conséquent, on peut conclure que la phase L12 est plus sensible à la corrosion que la phase FCC.
Point 4 : L'observation TEM du film de passivation a confirmé la prédiction thermodynamique. Les figures 4a-f indiquent que la phase L12 était préférentiellement corrodée pendant le processus de corrosion, mais que le film de passivation se développait rapidement le long de la matrice FCC inférieure, formant un film de passivation incurvé mais continu et uniforme. Ce résultat était cohérent avec la prédiction du graphique du pH potentiel -. De plus, la stabilité du film de passivation en alliage est principalement liée aux propriétés de la matrice FCC, et plus la teneur en éléments Cr dans la matrice FCC est élevée, plus le film de passivation est stable. Par conséquent, en augmentant la teneur en phase L12 et en favorisant l'enrichissement en éléments Cr dans la matrice FCC (Figure 1c), la stabilité du film de passivation peut être efficacement améliorée.
Point 5 : Analyse de la stabilité de la croissance de la corrosion par piqûres En supposant que la phase L12 soit complètement dissoute, les « piqûres » sub-stables laissées après la dissolution continueront-elles à croître ou à subir une recristallisation ? La figure 5a montre le processus électrochimique se produisant dans les piqûres de corrosion substables. Ici, la croissance stable des piqûres dépend de la compétition entre la cinétique de dissolution et la cinétique de diffusion. Pour des piqûres de corrosion par piqûres sub-stables de même taille, idiff,crit doit rester constant, comme le montre la ligne bleue sur la figure 5b, tandis que les matrices FCC avec différentes teneurs en Cr entraîneront des changements significatifs dans la cinétique de dissolution, comme le montre la ligne rouge sur la figure 5b. Plus la teneur en Cr dans la matrice FCC est élevée, plus la pente de la densité de courant par rapport au potentiel est faible. Ainsi, une condition critique plus élevée est requise pour la croissance stable de la corrosion par piqûres, ce qui augmente la résistance à la croissance stable de la corrosion par piqûres.
Ce travail a considérablement amélioré la résistance à la corrosion de l'alliage à haute entropie renforcé par précipitation-en régulant la teneur en phase L12. Les caractéristiques de distribution des éléments lors de la précipitation de la phase L12 ont été comprises, l'influence du contenu de la phase précipitée sur le comportement à la corrosion de l'alliage à haute -entropie a été clarifiée et le mécanisme de l'impact de la teneur en phase L12 sur la stabilité du film de passivation et le processus de croissance de la corrosion par piqûre a été élucidé.