This project investigates the σ-phase formation energy at 1000 Kelvin using Exact Muffin TIn Orbital (EMTO) method and considers the disordered local moment approach to handle the paramagnetism in a self-consistent manner. The sigma phase is detrimental and causes embrittlement when it occurs primarily in stainless steel and superalloys with Iron (Fe) and Chromium (Cr), which is why it is necessary to understand it better and therefore avoid it. The lattice of σ contains 5 nonequivalent sites which will be modeled through a 5 sub lattice model for the intermetallic phase. The method is based on Density Functional Theory and generates the formation energy for different configurations with different compositions of Iron, Chromium and Nickel(Ni) in the 5 sub lattice model with different Wigner Seitz radii. That made it possible to calculate properties as energy related to other phases and bulk modulus which can be used to calculate other properties. Comparing the results to values of other metals and experimental values of the sigma phase, the results were reasonable but need to consider what simplifications were made. With continued efforts with the results it is a possibility to use it for Calphad modeling which was not possible due to time. The results did not achieve the goal which was to use it for Calphad modeling, however showed that the results were reasonable and that EMTO can be used in the future for simulations of the sigma phase. Other things such as site occupancy and the vibrational contribution to the free energy is reserved for future work. / Detta projekt undersöker σ-fas bildnings energin vid 1000 Kelvin med hjälp av Exact Muffin TIn Orbital (EMTO)-metoden och överväger det oordnade lokala momentet för att hantera paramagnetismen på ett själv konsekvent sätt. Sigma fasen är förödande och orsakar sprödhet, den förekommer främst i rostfritt stål och superlegeringar med Järn(Fe) och Krom(Cr), genom att förstå fasen bättre för att kunna undvika den. Gittret för σ innehåller 5 icke-ekvivalenta platser som kommer att modelleras genom en 5 sub-gitter modell för den intermetalliska fasen. Metoden är baserad på täthet funktionell teori och genererar bindningsenergin för olika konfigurationer av Järn, krom och Nickel i 5 sub-gitter modellen med olika wigner seitz-radier. Det möjliggjorde att beräkna egenskaper som energi relaterad till andra faser och bulkmodul som kan användas för att beräkna andra egenskaper. Jämfört med värden för andra metaller och experimentella värden för sigma fasen var resultaten rimliga men måste överväga vilka förenklingar som gjordes. Med fortsatt arbete med resultaten är det möjligt att använda det för Calphad modellering vilket inte var möjligt på grund av tid. Resultaten uppnådde inte målet som var att använda det för Calphad modellering, men visade att resultaten var rimliga och att EMTO kan användas i framtida beräkningar för sigma fasen. Andra saker som förekomst av elementet på de olika platserna i gittret och vibrations bidraget till energin reserveras för framtida arbete.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-315015 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Veid, Fabian Mathias |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2022:237 |
Page generated in 0.002 seconds