Light-weight steels based on iron-manganese-aluminium-nickel: Influence of boron addition on microstructures and mechanical properties

Yüksek entropili alaşım tasarımı anlayışı ile bor katkısız ve düşük miktarda bor ilaveleriyle, Fe-Mn-Al-Ni esaslı yeni bir orta entropili alaşımı hem teorik hem de CALPHAD yaklaşımları kullanılarak tasarlanmıştır. Bor içermeyen Fe(52.71-x)Mn31.11Al5.09Ni11.08Bx (x = 0,0.05,0.2,0.5,0.7 ağ.%) alaşımının, tek fazlı YMK yapıda olduğu anlaşılmıştır. XRD sonuçları % 0.05 ve% 0.2 bor katkılı sistemin tek fazlı yapısını koruduğunu göstermiştir. Daha fazla bor ilavesi ile üretilen alaşımlara yapılan Rietveld analizi sonuçları % 0.5 ve % 0.7 bor katkılı alaşımlar için sırasıyla döküm sonrası % 4.62 ve % 6.14 ve ısıl işlem sonrası %2.7 ve %5.4 oranında Fe2B metal borür ara fazının oluştuğunu göstermektedir. Yalnızca % 0.05 bor ilavesi ile borun katkısız numuneye kıyasla tanecik boyutunun neredeyse yarı yarıya azaldığı, bor katkılamanın tane boyutu üzerinde etkisini doğrulamıştır. Ayrıca, ilave edilen bor miktarı arttıkça sertlik değerinin de arttığı gözlenmektedir. Bor katkılı alaşımlara uygulanan termomekanik işlemler neticesinde bor katkısız alaşımlarla aynı süneklik seviyesinde kalmakla birlikte, akma dayanımında %50 (ağırlıkça % 0.7 bor katkılı alaşımda 151 MPa'dan 222.5 MPa'a) ve çekme dayanımında ~% 15'e kadar (yine % 0.7 bor katkılı alaşımda 476 MPa'dan 543 MPa'a) artış elde edilmiştir.