<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Energy Res.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Energy Research</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Energy Res.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-598X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1088742</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fenrg.2023.1088742</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Energy Research</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Phase field modeling microstructural evolution of Fe-Cr-Al systems at thermal treatment</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Wu et&#xa0;al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fenrg.2023.1088742">10.3389/fenrg.2023.1088742</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Lu</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Qin</surname>
<given-names>Jiantao</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2081613/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Kharchenko</surname>
<given-names>Vasyl O.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2109728/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Kharchenko</surname>
<given-names>Dmitrii O.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2182384/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Lysenko</surname>
<given-names>Oleg B.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>The First Sub-Institute</institution>, <institution>Nuclear Power Institute of China</institution>, <addr-line>Chengdu</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Institute of Applied Physics</institution>, <institution>National Academy of Sciences of Ukraine</institution>, <addr-line>Sumy</addr-line>, <country>Ukraine</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>Department of Applied Mathematics and Complex Systems Modeling</institution>, <institution>Sumy State University</institution>, <addr-line>Sumy</addr-line>, <country>Ukraine</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1459013/overview">Shichang Liu</ext-link>, North China Electric Power University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1064184/overview">David Simeone</ext-link>, Commissariat &#xe0; l&#x27;Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA), France</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2133427/overview">Yuexia Wang</ext-link>, Fudan University, China</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Vasyl O. Kharchenko&#x2009;, <email>vasiliy@ipfcentr.sumy.ua</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Nuclear Energy, a section of the journal Frontiers in Energy Research</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>27</day>
<month>01</month>
<year>2023</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>11</volume>
<elocation-id>1088742</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>03</day>
<month>11</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>18</day>
<month>01</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2023 Wu, Qin, Kharchenko, Kharchenko and Lysenko.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Wu, Qin, Kharchenko, Kharchenko and Lysenko</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>A phase field model to study dynamics of microstructure transformations and the evolution of defect structure during heat treatment of Fe-Cr-Al systems is developed. Statistical and kinetic properties of evolving microstructure and defect structure in alloys with different content of alloying elements and at different temperatures were studied. Point defects rearrangement during precipitation is discussed in details. Universality of statistical distributions over precipitate size is revealed for considered class of alloys.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>phase-field modeling</kwd>
<kwd>phase decomposition</kwd>
<kwd>microstructure</kwd>
<kwd>precipitates</kwd>
<kwd>defects</kwd>
</kwd-group>
<contract-num rid="cn001">2018YFE0207400</contract-num>
<contract-sponsor id="cn001">National Key Research and Development Program of China<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100012166</named-content>
</contract-sponsor>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>It is known that Fe-Cr-Al alloys are successfully used in many industrial applications where high temperature oxidation resistance is needed, for example, in fuel energy plants (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Gulbransen and Andrew, 1959</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B52">Wukusick and Collins, 1964</xref>). Nuclear grade iron-based Fe-Cr-Al alloys have been developed as candidate materials for accident tolerant fuel cladding since the 1960s due to their corrosion resistance, radiation response, fuel-cladding chemical interaction, good mechanical properties for extended periods which do not significantly penalize the overall nuclear reactor operation [see discussion in Ref. (<xref ref-type="bibr" rid="B53">Yamamoto&#xa0;et&#xa0;al., 2015</xref>)].</p>
<p>By studying an influence of alloying elements on properties in these alloys it was found that the higher Cr content in these alloys would be beneficial for corrosion resistance in the high temperature water reactors and also high-temperature steam oxidation resistance (<xref ref-type="bibr" rid="B45">Stott&#xa0;et&#xa0;al., 1995</xref>). At the same time higher Cr content would result in potential embrittlement of these alloys at operating temperatures in the interval 288&#xb0;C&#x2013;320&#xb0;C due to the formation of Cr-rich <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase (<xref ref-type="bibr" rid="B37">Mathon&#xa0;et&#xa0;al., 2003</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B27">Kobayashi and Takasugi, 2010</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B14">Ejenstam&#xa0;et&#xa0;al., 2015</xref>). The higher Al content is beneficial for high-temperature steam oxidation resistance, but it may raise the ductile-brittle transition temperature (<xref ref-type="bibr" rid="B42">Qu&#xa0;et&#xa0;al., 2013</xref>). It was shown that more than six at% of Al addition would be effective in reducing the stability of <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032; precipitates, a further Al addition results in increasing the solution limit of Cr in the matrix (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Kobayashi and Takasugi, 2010</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B34">Li&#xa0;et&#xa0;al., 2013</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B14">Ejenstam&#xa0;et&#xa0;al., 2015</xref>).</p>
<p>Extensive studies of ternary Fe-Cr-Al alloys were started from 1960s for use in nuclear applications for a wide range of compositions experimentally and theoretically. Essential progress was in studying material properties in such systems was achieved by using different methods of multiscale modeling scheme. Among theoretically obtained results one can issue <italic>ab initio</italic> calculations of energetic parameters for atoms relocations (<xref ref-type="bibr" rid="B29">Kresse and Hafner, 1993</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B30">Kresse and Hafner, 1994</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B28">Kresse and Furthm&#xfc;ller, 1996</xref>), kinetic Monte Carlo simulations of the long-term microstructural stability of Fe-Cr-Al alloys (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Ejenstam&#xa0;et&#xa0;al., 2015</xref>), molecular dynamics studying the dependence of elastic, bulk and shear moduli on alloy composition (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Dai&#xa0;et&#xa0;al., 2022</xref>), classical phase field modeling precipitation kinetics [see for example, Refs. (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Chen&#xa0;et&#xa0;al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B33">Lee&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>)]. A correlative theoretical and experimental research strategy has been developed in Ref. (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Chang&#xa0;et&#xa0;al., 2019</xref>) to investigate the Fe-Cr-Al system, which includes an integration of <italic>ab initio</italic> calculations, CALPHAD, and experiments. The CALPHAD approach has been successfully applied to obtain phase diagrams at thermodynamic equilibrium by exploiting the Gibbs energy functions (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Dinsdale, 1991</xref>). It serves as a powerful tool for component selection, composition design and optimization of materials for specific applications.</p>
<p>Recently successful progress in understanding microstructure transformation in Fe-Cr-Al systems separation kinetics of the nano-size <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase in Fe-Cr-Al alloys was achieved. At the same time some open questions related to study microstructure evolution of long aging time and predicting the mechanical properties of these alloys remain actual. Indeed, an influence of alloy composition and aging temperature onto volume fraction and the mean precipitate size affecting the hardness and embrittlement in Fe-Cr-Al alloys is still under discussion.</p>
<p>In this paper we describe properties of nano-size <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitation in such ternary systems by considering a phase decomposition with local rearrangement of point defects. We exploit CALPHAD approach and take into account interaction of atomic subsystem with subsystem of defects. The derived model includes elastic anisotropy and can be used to study alloys with different content of doping. Main efforts are concentrated onto studying an influence of alloying elements onto kinetics of phase decomposition at different temperatures and statistical properties of growing <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032; precipitates. In our approach we study dynamics of precipitate size, their number density and volume fraction of precipitates at thermal treatment of solid solution for alloys with different compositions. Our study provides an insight into the physics of phase decomposition which can be generalized next in studying radiation induced precipitation and precipitates dissolution with defects clustering.</p>
<p>The work is organized in the following manner. In <xref ref-type="sec" rid="s2">Section&#xa0;2</xref> we describe formalism used in phase field modeling. <xref ref-type="sec" rid="s3">Section&#xa0;3</xref> is devoted to stability analysis and discussion of numerical modeling results. Here the main dynamical laws for precipitate size and their number density are shown and analysis of phase decomposition kinetics at different content of alloying elements and annealing temperatures is provided. We conclude in <xref ref-type="sec" rid="s4">Section&#xa0;4</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Phase field model</title>
<p>We describe ternary systems Fe-Cr-Al with molar concentration of Fe, Cr and Al (coinciding with atomic ones) denoted as <italic>x</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub> &#x3d; <italic>N</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>/<italic>N</italic> with <italic>&#x3bc;</italic> &#x3d; {<italic>Fe</italic>, <italic>Cr</italic>, <italic>Al</italic>}, where <italic>N</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub> is the number of atoms of the sort <italic>&#x3bc;</italic>, <italic>N</italic> is the total number of atoms, the mass conservation law is satisfied <italic>&#x2211;</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub> &#x3d; 1. Concentrations of point defects <italic>c</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub> with <italic>d</italic> &#x3d; {<italic>i</italic>, <italic>v</italic>} denotes interstitial (<italic>i</italic>) and vacancies (<italic>v</italic>) is defined in the same manner. We consider introduced quantities as continuous fields evolving in space <bold>r</bold> and time <italic>t</italic>: <italic>x</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub> &#x3d; <italic>x</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>(<bold>r</bold>, <italic>t</italic>), <italic>c</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub> &#x3d; <italic>c</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>&#xa0;(<bold>r</bold>, <italic>t</italic>). We introduce point defects as additional substances allowing us to distinguish atomic and point defects subsystems. These equilibrium defects do not contribute to mass conservation due to their small concentrations.</p>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Gibbs energy for ternary system with defects and elastic anisotropy</title>
<p>The total Gibbs functional for the class of considered systems has the form:<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m1">
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where the term <italic>G</italic>
<sub>
<italic>ch</italic>
</sub> relates to the chemical Gibbs energy depending on the concentrations of the alloy components and point defects; <italic>G</italic>
<sub>&#x2207;</sub> is a gradient energy part and the last term <italic>G</italic>
<sub>
<italic>el</italic>
</sub> corresponds to an elastic contribution; <italic>V</italic>
<sub>
<italic>m</italic>
</sub> is the molar volume; integration is taken over the whole volume <italic>V</italic>.</p>
<p>The free energy density <italic>G</italic>
<sub>
<italic>ch</italic>
</sub> can be decomposed into two terms, describing atomic and defect subsystems as follows: <italic>G</italic>
<sub>
<italic>ch</italic>
</sub> &#x3d; <italic>G</italic>
<sub>
<italic>Fe</italic>&#x2212;<italic>Cr</italic>&#x2212;<italic>Al</italic>
</sub> &#x2b; <italic>G</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>. The molar Gibbs energy of the atomic subsystem <italic>G</italic>
<sub>
<italic>Fe</italic>&#x2212;<italic>Cr</italic>&#x2212;<italic>Al</italic>
</sub> is defined as: <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m2">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ref</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m3">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ref</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is the reference Gibbs energy, <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m4">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the ideal Gibbs energy contribution due to random mixing of atoms, <italic>G</italic>
<sup>
<italic>ex</italic>
</sup> is the excess term defining a deviation from ideality. The reference Gibbs energy is written in the standard form <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m5">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ref</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. The corresponding expressions for the reference energies <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m6">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> can be obtained with the help of phase diagrams by using CALPHAD method (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Dinsdale, 1991</xref>). The ideal part <italic>G</italic>
<sup>
<italic>id</italic>
</sup> relates to entropic contribution <italic>G</italic>
<sup>
<italic>id</italic>
</sup> &#x3d; <italic>RT&#x2211;</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>&#xa0;ln&#x2009;<italic>x</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>, where <italic>R</italic> is the universal gas constant, <italic>T</italic> is the temperature. The excess term <italic>G</italic>
<sup>
<italic>ex</italic>
</sup> is defined by temperature dependent interaction coefficients <italic>L</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;&#x3bd;</italic>
</sub> &#x3d; <italic>L</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;&#x3bd;</italic>
</sub>(<italic>T</italic>) in the following form: <italic>G</italic>
<sup>
<italic>ex</italic>
</sup> &#x3d; <italic>&#x2211;</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>&#x2260;<italic>&#x3bd;</italic>
</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>&#x3bd;</italic>
</sub>
<italic>L</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>,<italic>&#x3bd;</italic>
</sub>. The Gibbs energy <italic>G</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub> for a point defect subsystem <italic>d</italic> &#x3d; {<italic>i</italic>, <italic>v</italic>} can be written as follows: <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m7">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>. Here <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m8">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is the defect formation energy. It is defined through the formation energies <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m9">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> of defects in pure materials <italic>Fe</italic>, <italic>Cr</italic> and <italic>Al</italic> and mean concentrations of atoms in the alloy as <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m10">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m11">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> relates to nominal concentration of <italic>&#x3bc;</italic>. The corresponding entropic contribution is <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m12">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mspace width=".17em"/> <mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. Interactions between defects with host atoms and alloying elements (<inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m13">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m14">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>) can be described by the component <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m15">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, where for the defect-atom interaction energies we use definitions (<xref ref-type="bibr" rid="B49">Was, 2016</xref>): <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m16">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coh</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>Z</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. Here <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m17">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coh</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the corresponding cohesive energy, <italic>Z</italic> relates to the coordination number. Point defects formation energies for pure materials <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the corresponding cohesive energies <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coh</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be taken from the literature or can be calculated by <italic>ab initio</italic> calculations or molecular dynamics simulations.</p>
<p>By combining all above expressions, the total Gibbs energy for the ternary alloy <italic>Fe</italic> &#x2212; <italic>Cr</italic> &#x2212; <italic>Al</italic> with point defects takes the form:<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m20">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mspace width=".2em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mspace width=".2em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mspace width=".2em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mspace width=".2em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mspace width=".2em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">int</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The gradient term <italic>G</italic>
<sub>&#x2207;</sub> has the form: <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m21">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>. The energy constants {<italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>} are defined according to the Hilliard approach Ref. (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Hilliard, 1970</xref>). Next we assume <italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub> &#x3d; <italic>&#x3ba;</italic>, where <italic>&#x3ba;</italic> &#x3d; <italic>L</italic>
<sub>
<italic>Fe</italic>,<italic>Cr</italic>
</sub>
<italic>a</italic>
<sup>2</sup>/6, <italic>a</italic> &#x3d; <italic>&#x2211;</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>
<italic>a</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>, <italic>a</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub> is the lattice constant for pure materials. In order to avoid negative gradient energy and ensure the disorder of the system, for the energy constants <italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> and <italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>v</italic>
</sub> we use the formalism discussed in Refs. (<xref ref-type="bibr" rid="B35">Liang&#xa0;et&#xa0;al., 2018</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B54">Yan&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>) and define them as <italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub> &#x3d; <italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>v</italic>
</sub> &#x3d; <italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>.</p>
<p>The <italic>&#x3b1;</italic> &#x2212; <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-interface can be considered as a semi-coherent due to small difference in lattice parameters of two main elements Fe and Cr, as usual (<xref ref-type="bibr" rid="B43">Ribis and Lozano-Perez, 2012</xref>). To make our description more general we consider the elastic contribution <italic>G</italic>
<sub>
<italic>el</italic>
</sub> in the Gibbs energy has the standard form <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m22">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ijkl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, here <italic>C</italic>
<sub>
<italic>ijkl</italic>
</sub> denotes the elastic constants tensor, <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m23">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula> is the elastic strain tensor, where <bold>u</bold> &#x3d; (<italic>u</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, <italic>u</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>, <italic>u</italic>
<sub>
<italic>z</italic>
</sub>) is the displacement vector. By using the Vegard law one defines the lattice parameters misfit <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m24">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> caused by introducing alloying element <italic>&#x3bc;</italic>. Hence, the eigenstrain tensor <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m25">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> acquires the general form <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m26">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, here <italic>&#x3b4;</italic>
<sub>
<italic>ij</italic>
</sub> is the Kronecker delta-symbol, <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m27">
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. By taking into account that <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase is hard phase, one can consider only Chromium contribution to elastic effects. In such a case eigenstrain and corresponding stress tensors acquire the form <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m28">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m29">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ijkl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m30">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.00614</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. The elastic energy can be decomposed into four parts: <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m31">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> related to eigenstrain components (proportional to squared concentration of alloying elements); <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m32">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> related to elastic components defined through elementary strains <italic>e</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub>; <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m33">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is responsible for coupling between deformation elastic deformations <italic>e</italic>
<sub>1</sub> and alloying element concentration; <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m34">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> corresponds to cubic symmetry.</p>
<p>As was shown previously (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Cahn, 1962</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B41">Onuki, 2002</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B20">Khachaturyan, 2013</xref>) in BCC metals/alloys the minimum free energy is along the soft direction &#x27e8;100&#x27e9;. The contribution to elastic energy coming from the lattice mismatch takes the form (<xref ref-type="bibr" rid="B5">Cahn, 1961</xref>): <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m35">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m36">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, where <italic>Y</italic>
<sub>[100]</sub> is the averaged stiffness parameter for cubic crystals related to the free energy minimum along &#x27e8;100&#x27e9; direction.</p>
<p>By using standard relations between stiffness components and elastic moduli one can write a contribution coming from elastic continuum as follows (<xref ref-type="bibr" rid="B41">Onuki, 2002</xref>):<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m37">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>where the stretching (&#x3a6;) and shear (&#x3a8;) contributions are defined by<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m38">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Here elementary strain components are: <italic>e</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>e</italic>
<sub>
<italic>xx</italic>
</sub> &#x2b; <italic>e</italic>
<sub>
<italic>yy</italic>
</sub> &#x2b; <italic>e</italic>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m39">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>e</italic>
<sub>5</sub> &#x3d; <italic>e</italic>
<sub>
<italic>yz</italic>
</sub>, <italic>e</italic>
<sub>6</sub> &#x3d; <italic>e</italic>
<sub>
<italic>zx</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m40">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:math>
</inline-formula>. For small strains we get <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m41">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m42">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, as usual.</p>
<p>The component describing coupling between deformation and concentration has the form (<xref ref-type="bibr" rid="B41">Onuki, 2002</xref>): <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m43">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m44">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. Elastic misfit results in anisotropy with a parameter <italic>&#x3be;</italic>
<sub>
<italic>a</italic>
</sub> &#x3d; (<italic>C</italic>
<sub>11</sub> &#x2212; <italic>C</italic>
<sub>12</sub> &#x2212; 2<italic>C</italic>
<sub>44</sub>)/<italic>C</italic>
<sub>44</sub> defining anisotropy contribution <xref ref-type="bibr" rid="B41">Onuki (2002)</xref>.<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m45">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>where &#x2207;<sub>
<italic>i</italic>
</sub>&#x2207;<sub>
<italic>j</italic>
</sub>
<italic>w</italic> &#x3d; <italic>n</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>
<italic>n</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub>
<italic>&#x3b4;x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub>&#xa0;(<bold>r</bold>, <italic>t</italic>), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> denotes component of the interface normal <bold>n</bold>.</p>
<p>In our calculations we will follow approach developed by Onuki [see Ref. (<xref ref-type="bibr" rid="B41">Onuki, 2002</xref>) and citations therein] and results of molecular dynamics (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Dai&#xa0;et&#xa0;al., 2022</xref>) and assume that all elastic constants depend on concentration of alloying elements: <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m46">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. A condition of mechanical equilibrium implies <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m47">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ijkl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>By combining all above expressions, the elastic contribution <italic>G</italic>
<sub>
<italic>el</italic>
</sub> to the total Gibbs energy for the ternary alloy <italic>Fe</italic> &#x2212; <italic>Cr</italic> &#x2212; <italic>Al</italic> becomes the form:<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m48">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="">
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In our approach we use concentration dependent stiffness constants <italic>K</italic> &#x3d; <italic>K</italic>
<sub>0</sub> &#x2b; <italic>K</italic>
<sub>1</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub>, <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>20</sub> &#x2b; <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>21</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub>, <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>3</sub> &#x3d; <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>30</sub> &#x2b; <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>31</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m49">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, where bulk, shear moduli and anisotropy components are collected in <xref ref-type="table" rid="T1">Table&#xa0;1</xref>. For stiffness parameter <italic>Y</italic>
<sub>[100]</sub>, next, we use elastic constants defined through the nominal compositions, i.e., <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m50">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. By using the Hook law for elastic stress tensor <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m51">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ijkl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ijkl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> one finds for diagonal components <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>
<italic>ii</italic>
</sub>: <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>
<italic>xx</italic>
</sub> &#x3d; <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>
<italic>yy</italic>
</sub> &#x3d; <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub> &#x3d; (<italic>K</italic>
<sub>0</sub> &#x2b; <italic>K</italic>
<sub>1</sub>
<italic>x</italic>)<italic>e</italic>
<sub>1</sub>, for off&#x2013;diagonal ones we get <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>
<italic>xy</italic>
</sub> &#x3d; (<italic>&#x3bc;</italic>
<sub>30</sub> &#x2b; <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>31</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub>)&#x2009;sin&#xa0;(2<italic>&#x3c0;e</italic>
<sub>4</sub>)/2<italic>&#x3c0;</italic>, <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>
<italic>yz</italic>
</sub> &#x3d; (<italic>&#x3bc;</italic>
<sub>30</sub> &#x2b; <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>31</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub>)&#x2009;sin&#xa0;(2<italic>&#x3c0;e</italic>
<sub>5</sub>)/2<italic>&#x3c0;</italic>, <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>
<italic>xy</italic>
</sub> &#x3d; (<italic>&#x3bc;</italic>
<sub>30</sub> &#x2b; <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>31</sub>
<italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub>)&#x2009;sin&#xa0;(2<italic>&#x3c0;e</italic>
<sub>6</sub>)/2<italic>&#x3c0;</italic>.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Material parameters used in simulations.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Parameter</th>
<th align="center">Dimension</th>
<th align="center">Value</th>
<th align="center">Ref.</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">(<italic>a</italic>
<sub>
<italic>Fe</italic>
</sub>, <italic>a</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub>, <italic>a</italic>
<sub>
<italic>Al</italic>
</sub>)</td>
<td align="left">
<italic>nm</italic>
</td>
<td align="left">(0.286, 0.291, 0.405)</td>
<td align="left"/>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m52">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<italic>J</italic>/<italic>mol</italic>
</td>
<td align="left">1225.7 &#x2b; 124.134<italic>T</italic> &#x2212; 23.5143<italic>T</italic>&#x2009;ln(<italic>T</italic>)<inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m53">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.439752</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.589269</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>77358.5</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B13">Dinsdale, (1991)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m54">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<italic>J</italic>/<italic>mol</italic>
</td>
<td align="left">&#x2212;8856.94 &#x2b; 157.48<italic>T</italic> &#x2212; 26.908<italic>T</italic>&#x2009;ln(<italic>T</italic>)<inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m55">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.189435</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.147721</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>139250</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B13">Dinsdale, (1991)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m56">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<italic>J</italic>/<italic>mol</italic>
</td>
<td align="left">&#x2212;1193.24 &#x2b; 218.235446<italic>T</italic> &#x2212; 38.5844296<italic>T</italic>&#x2009;ln(<italic>T</italic>)<inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m57">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.018531982</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.576227</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>74092</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B13">Dinsdale, (1991)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>L</italic>
<sub>
<italic>Fe</italic>,<italic>Cr</italic>
</sub>
</td>
<td align="left">
<italic>J</italic>/<italic>mol</italic>
</td>
<td align="left">20,500 &#x2212; 9.68<italic>T</italic>
</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B13">Dinsdale, (1991)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>L</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>,<italic>Al</italic>
</sub>
</td>
<td align="left">
<italic>J</italic>/<italic>mol</italic>
</td>
<td align="left">&#x2212;54,900 &#x2b; 10<italic>T</italic>
</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B13">Dinsdale, (1991)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>L</italic>
<sub>
<italic>Fe</italic>,<italic>Al</italic>
</sub>
</td>
<td align="left">
<italic>J</italic>/<italic>mol</italic>
</td>
<td align="left">&#x2212;122,452.9 &#x2b; 31.6455<italic>T</italic>
</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B13">Dinsdale, (1991)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>
</td>
<td align="left">
<italic>J</italic>/<italic>m</italic>
</td>
<td align="left">6.91 &#xd7; 10<sup>&#x2212;9</sup>
</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B54">Yan&#xa0;et&#xa0;al. (2020)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m58">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<italic>eV</italic>
</td>
<td align="left">3.52</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B47">Terentyev&#xa0;et&#xa0;al. (2008)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m59">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<italic>eV</italic>
</td>
<td align="left">1.4</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B25">Kim and Buyers. (1978)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m60">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coh</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<italic>J</italic>/<italic>mol</italic>
</td>
<td align="left">413,000</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B26">Kittel and McEuen. (2018)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">(<inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m61">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m62">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m63">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="left">
<italic>Pa</italic>
</td>
<td align="left">(2.3310 &#x22c5; 10<sup>11</sup>, 1.3544 &#x22c5; 10<sup>11</sup>, 1.7830 &#x22c5; 10<sup>11</sup>)</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B12">Dieter and Bacon. (1976)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m64">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<italic>eV</italic>
</td>
<td align="left">3.356</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B46">Terentyev&#xa0;et&#xa0;al. (2010)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m65">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<italic>eV</italic>
</td>
<td align="left">1.36</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B40">Ogorodnikov&#xa0;et&#xa0;al. (1988)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m66">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coh</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<italic>J</italic>/<italic>mol</italic>
</td>
<td align="left">395,000</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B26">Kittel and McEuen. (2018)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">(<inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m67">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m68">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m69">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="left">
<italic>Pa</italic>
</td>
<td align="left">(3.500 &#x22c5; 10<sup>11</sup>, 0.678 &#x22c5; 10<sup>11</sup>, 1.008 &#x22c5; 10<sup>11</sup>)</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B12">Dieter and Bacon. (1976)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>K</italic>
<sub>0</sub>, <italic>K</italic>
<sub>1</sub>
</td>
<td align="left">(<italic>Pa</italic>)</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m70">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left"/>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>&#x3bc;</italic>
<sub>20</sub>, <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>21</sub>
</td>
<td align="left">(<italic>Pa</italic>)</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m71">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left"/>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>&#x3bc;</italic>
<sub>30</sub>, <italic>&#x3bc;</italic>
<sub>31</sub>
</td>
<td align="left">(<italic>Pa</italic>)</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m72">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left"/>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m73">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m74">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left"/>
<td align="left">
<inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m75">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left"/>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>D</italic>
<sub>
<italic>Fe</italic>
</sub>
</td>
<td align="left">
<italic>m</italic>
<sup>2</sup>/<italic>s</italic>
</td>
<td align="left">2.8 &#xd7; 10<sup>&#x2212;4</sup>&#xa0;exp(&#x2212;251000/<italic>RT</italic>)</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B39">Nagasaki. (2004)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>D</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub>
</td>
<td align="left">
<italic>m</italic>
<sup>2</sup>/<italic>s</italic>
</td>
<td align="left">3.7 &#xd7; 10<sup>&#x2212;3</sup>&#xa0;exp(&#x2212;267000/<italic>RT</italic>)</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B39">Nagasaki. (2004)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>D</italic>
<sub>
<italic>Al</italic>
</sub>
</td>
<td align="left">
<italic>m</italic>
<sup>2</sup>/<italic>s</italic>
</td>
<td align="left">5.2 &#xd7; 10<sup>&#x2212;4</sup>&#xa0;exp(&#x2212;246000/<italic>RT</italic>)</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B39">Nagasaki. (2004)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>D</italic>
<sub>
<italic>v</italic>
</sub>
</td>
<td align="left">
<italic>m</italic>
<sup>2</sup>/<italic>s</italic>
</td>
<td align="left">3.84 &#xd7; 10<sup>&#x2212;4</sup>&#xa0;exp(&#x2212;300000/<italic>RT</italic>)</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B54">Yan&#xa0;et&#xa0;al. (2020)</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>D</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>
</td>
<td align="left">
<italic>m</italic>
<sup>2</sup>/<italic>s</italic>
</td>
<td align="left">2.05 &#xd7; 10<sup>&#x2212;4</sup>&#xa0;exp(&#x2212;280000/<italic>RT</italic>)</td>
<td align="left">
<xref ref-type="bibr" rid="B54">Yan&#xa0;et&#xa0;al. (2020)</xref>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 Evolution equations</title>
<p>By taking into account the mass conservation law and defining the concentration of the Iron as the host element as: <italic>x</italic>
<sub>
<italic>Fe</italic>
</sub> &#x3d; 1 &#x2212; <italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub> &#x2212; <italic>x</italic>
<sub>
<italic>Al</italic>
</sub> dynamics of the complete system will be governed by the following equations of the Cahn-Hilliard type (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Cahn, 1962</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B17">Hilliard, 1970</xref>):<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m76">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CrCr</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CrAl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">AlAl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CrAl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Mobility coefficients <italic>M</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>,<italic>Cr</italic>
</sub>, <italic>M</italic>
<sub>
<italic>Al</italic>,<italic>Al</italic>
</sub> and <italic>M</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>,<italic>Al</italic>
</sub> are as follows (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Huang&#xa0;et&#xa0;al., 1995</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B50">Wu&#xa0;et&#xa0;al., 2001</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B51">Wu&#xa0;et&#xa0;al., 2004</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B33">Lee&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>):<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m77">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>where <italic>M</italic>
<sub>
<italic>Fe</italic>
</sub>, <italic>M</italic>
<sub>
<italic>Al</italic>
</sub> and <italic>M</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub> are the corresponding mobilities for pure elements, which are defined in the standard manner: <italic>M</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub> &#x3d; <italic>D</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub>/<italic>RT</italic>, <italic>D</italic>
<sub>
<italic>&#x3bc;</italic>
</sub> is the corresponding atomic diffusivity. The mobility for the ensembles of vacancies and interstitials we choose in the standard manner: <italic>L</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub> &#x3d; <italic>D</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>
<italic>c</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>/<italic>RT</italic>, defined through the corresponding point defect diffusivity <italic>D</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>. Here we use a simplified model for point defects mobilities.</p>
<p>In the Cahn-Hilliard-Cook equation Eq.&#xa0;<xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref> with a variable mobility Eq.&#xa0;<xref ref-type="disp-formula" rid="e8">8</xref>, it is not convenient to accurately discretize the gradient operator and divergence operator by using the finite-difference method. However, the Fourier spectral method developed in Refs. (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Chen and Shen, 1998</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B56">Zhu&#xa0;et&#xa0;al., 1999</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Kim, 2007</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B7">Canuto&#xa0;et&#xa0;al., 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B1">Biner, 2017</xref>) allows us to solve numerically Eq.&#xa0;<xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref> without much more difficulty than the case with a constant mobility. In the framework of the Fourier spectral method the system of coupled non-linear differential equations takes the form:<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m78">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Here, <italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>,<italic>Al</italic>
</sub>&#xa0;(<bold>k</bold>, <italic>t</italic>), <italic>c</italic>
<sub>
<italic>v</italic>,<italic>i</italic>
</sub>&#xa0;(<bold>k</bold>, <italic>t</italic>), <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m79">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m80">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="&#x7c;">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> represent the Fourier transforms of <italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>,<italic>Al</italic>
</sub>(<bold>r</bold>, <italic>t</italic>), <italic>c</italic>
<sub>
<italic>v</italic>,<italic>i</italic>
</sub>(<bold>r</bold>, <italic>t</italic>), <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m81">
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m82">
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> in <bold>r</bold>-space, respectively. <bold>k</bold> is the vector in the Fourier space with the magnitude <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m83">
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:math>
</inline-formula>; { }<sub>
<bold>k</bold>
</sub> is the Fourier transform and [&#xa0;]<sub>
<bold>r</bold>
</sub> means the inverse Fourier transform to real space.</p>
<p>In further modeling, we use thermodynamic and elastic parameters characterizing ternary systems collected in <xref ref-type="table" rid="T1">Table&#xa0;1</xref>.</p>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="results|discussion" id="s3">
<title>3 Results and discussions</title>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Stability diagram</title>
<p>In order to define ranges of concentrations of alloying additions Cr and Al and temperature, when phase decomposition is possible we exploit the linear stability analysis of a homogeneous state to inhomogeneous perturbations. According to obtained kinetic equations one can find phase diagram defining critical values of concentration of alloying elements at fixed temperatures shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure&#xa0;1</xref>. It follows that phase separation related to instability of the solid solution to inhomogeneous perturbations is possible at fixed range of Chromium and Aluminum concentrations. With the temperature growth the instability domain bounded by spinodal curves shrinks. Outside of the corresponding spinodal the system is stable to homogeneous perturbations. In this domains the solid solution is realized. It is clear from this diagram that in the case of high values of the annealing temperature (see, for example, the curve at <italic>T</italic> &#x3d; 850&#xa0;<italic>K</italic>), when precipitation is impossible in the binary Fe-Cr systems, the addition of Aluminum with a concentration <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m84">
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> induces such processes. At high temperatures (see curve at <italic>T</italic> &#x3d; 900&#xa0;<italic>K</italic>) with the temperature increase phase decomposition related to formation of <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-precipitates enriched by Cr is possible only at elevated concentration of Al and with content of Cr around 50 at%.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Phase diagram of the alloy <italic>Fe</italic> &#x2212; <italic>Cr</italic> &#x2212; <italic>Al</italic> at different values of the annealing temperature.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-11-1088742-g001.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Numerical analysis</title>
<p>To study process of phase decomposition at annealing numerically we choose values of nominal concentration of two alloying elements and fix the annealing temperature according to stability diagram. We take solid solution as initial microstructure of the corresponding alloy with homogeneously distributed concentration fields of all components including point defects. As initial configurations we use: <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m89">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> relate to equilibrium point defect concentration. All simulations were done on square lattice <italic>L</italic> &#xd7; <italic>L</italic> of the linear size <italic>L</italic> &#x3d; <italic>N</italic>&#x394;<italic>x</italic> with <italic>N</italic> (<italic>N</italic> &#x3d; 128) nodes in each direction and effective lattice constant for simulations &#x394;<italic>x</italic> &#x3d; 1 by exploiting Fourier spectral method (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Chen and Shen, 1998</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B56">Zhu&#xa0;et&#xa0;al., 1999</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B7">Canuto&#xa0;et&#xa0;al., 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B1">Biner, 2017</xref>). We take &#x394;<italic>t</italic>&#x2032; &#x3d; 10<sup>&#x2212;3</sup> as dimensionless time step of integration. Our simulations were done in dimensionless time <italic>t</italic>&#x2032; &#x3d; <italic>t&#x2113;</italic>
<sup>2</sup>/<italic>D</italic>
<sub>
<italic>Al</italic>
</sub>, for spatial coordinate we use <bold>r&#x2032;</bold> &#x3d; <bold>r</bold>/<italic>&#x2113;</italic>, where <italic>&#x2113;</italic> is of the lattice parameter <italic>a</italic>. Boundary conditions were periodic. We discuss dynamics of <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase formation and growth and analyze effect of alloying elements and annealing temperature onto main statistical properties of precipitates.</p>
<p>According to provided stability analysis in order to study <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitation next we consider alloy <italic>Fe</italic> &#x2212; 30<italic>%Cr</italic> &#x2212; 5<italic>%Al</italic> as a model system with annealing temperature <italic>T</italic> &#x3d; 710&#xa0;<italic>K</italic>. The main indicator of phase separation is the growth of the dispersion of the concentration field, determined in the standard way: <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>. This quantity plays the role of an effective order parameter during phase decomposition. Indeed, if <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> grows in time, it means that enriched and depleted domains of <italic>&#x3bc;</italic>-component are formed and can be distinguished by concentration values, therefore phase decomposition occurs (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Garc&#xed;a-Ojalvo and Sancho, 2012</xref>).</p>
<p>Typical scenario of phase decomposition is shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#xa0;2</xref>. Snapshots of the concentration field of Cr and Al are shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#xa0;2A</xref> at time instants related to markers indicated at protocols of effective order parameters in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#xa0;2B</xref>. Form <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#xa0;2A</xref> it follows that after a certain incubation period (<italic>t</italic> &#x3c; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub>) domains enriched and depleted in the concentration of impurities emerge from the initial homogeneous distribution (solid solution). Thus, after 22&#xa0;h of annealing, fine Chromium precipitates can be observed. At the same time, Aluminum is homogeneously distributed in the matrix (outside the precipitates). The number of precipitates and their size increase with time. During this nucleation stage, all formed precipitates are characterized by almost the same size. With further annealing one passes to the coarsening stage, where precipitates continue to grow and interact with each other: small precipitates dissolve, while large ones take material from the matrix and continue to grow following Ostwald ripening scenario. Detailed analysis of <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitation can be seen from protocols of the order parameters shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#xa0;2B</xref>. One finds that after a certain incubation period dispersion of both <italic>x</italic>
<sub>
<italic>Cr</italic>
</sub> and <italic>x</italic>
<sub>
<italic>Al</italic>
</sub> grow rapidly, meaning a passage to the nucleation stage. At the coarsening stage the growth rate of dispersions <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> decreases, they continue to increase slowly and the system goes to a quasi-stationary regime. Here the total amount of precipitates decreases with time, and the dispersion in their sizes increases.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>(color online) Snapshots of the microstructure evolution <bold>(A)</bold> and dynamics of the order parameters <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(B)</bold> during thermal treatment of the solid solution <italic>Fe</italic> &#x2212; 30<italic>%Cr</italic> &#x2212; 5<italic>%Al</italic> at <italic>T</italic> &#x3d; 710&#xa0;<italic>K</italic>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-11-1088742-g002.tif"/>
</fig>
<p>Results of statistical analysis of precipitation are shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure&#xa0;3</xref>. Protocols for the Chromium concentration in the <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase and the volume fraction of precipitates are shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure&#xa0;3A</xref>. Both values grow rapidly after the incubation period <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> at the nucleation stage whilst their slow growth is observed at coarsening stage. At the physical time of <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m96">
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>230</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula> hours almost 70% of Chromium is concentrated in the <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase, whilst the volume fraction of precipitates is about 20%. Obtained data relate well to experimental observations and results of numerical modeling <xref ref-type="bibr" rid="B55">Yang&#xa0;et&#xa0;al. (2020)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B10">Chen&#xa0;et&#xa0;al. (2019)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B33">Lee&#xa0;et&#xa0;al. (2020)</xref>. <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure&#xa0;3B</xref> illustrates dynamics of the mean precipitate radius and their number density recalculated from obtained data. It can be seen that the number of precipitates and their mean radius rapidly increase with time at the nucleation stage. At the coarsening stage the mean precipitate size (radius) &#x27e8;<italic>R</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub>&#x27e9; increases according to the power-law &#x27e8;<italic>R</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub>&#x27e9;&#x221d; <italic>t</italic>
<sup>
<italic>n</italic>
</sup> with the exponent <italic>n</italic> close to the classical Lifshits-Slyozov-Wagner (LSW) value 1/3; the total amount of precipitates at this stage decreases exponentially (see power-law and exponential decay fitting shown by dash and dash-dot lines, with fitting parameter <italic>&#x3c4;</italic>). Data obtained for the mean precipitate size (around 1&#x2013;1.2&#xa0;nm at annealing time 300&#xa0;h) and precipitate number density (1.5 &#xd7; 10<sup>19</sup>
<italic>cm</italic>
<sup>&#x2212;3</sup>) for the studied alloy relate well to experimental and numerical data for class of system related to Fe-Cr-Al alloys (<xref ref-type="bibr" rid="B38">Messoloras&#xa0;et&#xa0;al., 1984</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B10">Chen&#xa0;et&#xa0;al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B33">Lee&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B55">Yang&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>). Scaling dynamics of mean precipitate size in Fe-Cr alloys was observed experimentally [see, for example, Refs. (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Brenner&#xa0;et&#xa0;al., 1982</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B38">Messoloras&#xa0;et&#xa0;al., 1984</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Bley, 1992</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B19">Hyde&#xa0;et&#xa0;al., 1995</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B44">Soriano-Vargas&#xa0;et&#xa0;al., 2010</xref>)], where the scaling exponent <italic>n</italic> depends on the nominal composition and annealing temperature.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Evolution of <bold>(A)</bold> the Chromium concentration in the <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase and the volume fraction of the <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitates and <bold>(B)</bold> the average size (radius) of the <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitates and their number density; <bold>(C)</bold> distribution of <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitates over size at different time instants during annealing of the solid solution <italic>Fe</italic> &#x2212; 30<italic>%Cr</italic> &#x2212; 5<italic>%Al</italic> at <italic>T</italic> &#x3d; 710&#xa0;<italic>K</italic>, solid line relates to LSW distribution.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-11-1088742-g003.tif"/>
</fig>
<p>Size distribution <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitates <italic>f</italic>&#xa0;(<italic>R</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub>/&#x27e8;<italic>R</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub>&#x27e9;) is shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure&#xa0;3C</xref> at different time instants by markers. It can be seen that data obtained from the numerical experiment at different times relate to each other meaning an universality of the size distribution of precipitate sizes at the coarsening stage. The solid curve shows the classical universal LSW distribution (<xref ref-type="bibr" rid="B36">Lifshitz and Slyozov, 1961</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B48">Wagner, 1961</xref>). The obtained numerical data are in good agreement with the LSW distribution. Hence, LSW theory can be used to predicate particle size distribution in Fe-Cr-Al systems at thermal treatment.</p>
<p>Let us consider a behavior of defect subsystem during precipitation. From <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure&#xa0;4A</xref> it follows that the dispersion of the vacancy concentration decreases with time, while the dispersion of the concentration of interstitials slowly increase after the decreasing. Spatial rearrangement of point defects is well seen from snapshots in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure&#xa0;4A</xref> (see insets). Here vacancies are quasi-homogeneously distributed in a bulk, while interstitials are mostly localized in small precipitates (<italic>R</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub> &#x3c; &#x27e8;<italic>R</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub>&#x27e9;) and near the phase interface in large precipitates (<italic>R</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub> &#x3e; &#x27e8;<italic>R</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub>&#x27e9;). Detailed information about defect distribution around precipitates can be found in profiles of alloying elements and defects shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure&#xa0;4B</xref>. Here one finds the following: the interstitial concentration is higher in precipitates compared to its value in the matrix phase; they are mostly localized at regions of precipitates with elevated curvature (see the snapshot of <italic>c</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>(<bold>r</bold>) in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure&#xa0;4A</xref>); vacancy concentration is locally increased around interfaces and has lower values in precipitates comparing to their values in matrix that relates to thermodynamics; <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitates contain extremely small amount of Al atoms comparing to matrix phase.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>
<bold>(A)</bold> (color online) Dynamics of the order parameters <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at annealing of the solid solution <italic>Fe</italic> &#x2212; 30<italic>%Cr</italic> &#x2212; 5<italic>%Al</italic> at <italic>T</italic> &#x3d; 710&#xa0;<italic>K</italic>. In the snapshots of point defects distribution (obtained at <italic>t</italic> &#x3d; 230&#xa0;h) <italic>c</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> varies from 3.6 &#xd7; 10<sup>&#x2212;25</sup> (blue) to 5.9 &#xd7; 10<sup>&#x2212;25</sup> (red) and <italic>c</italic>
<sub>
<italic>v</italic>
</sub> varies from 2.6 &#xd7; 10<sup>&#x2212;10</sup> (blue) to 4.4 &#xd7; 10<sup>&#x2212;10</sup> (red). <bold>(B)</bold> Profiles of concentration of alloying elements (solid line for Cr, dash line for Al) and point defects (dash-dot and dot lines for interstitials and vacancies, respectively) (obtained at <italic>t</italic> &#x3d; 230&#xa0;h).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-11-1088742-g004.tif"/>
</fig>
<p>By studying phase decomposition of alloys with different content of alloying elements and different temperatures one finds that an increase in one of the component can control time scale for precipitation kinetics. By studying <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitation it was found that the incubation time <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> for precipitation decreases with content of Cr and Al as is shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures&#xa0;5A,&#xa0;B</xref>. Here we denote critical value for concentration of alloying elements as <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m99">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> (from phase diagram in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure&#xa0;1</xref>). It means that an increase in alloying element content accelerates driven forces for phase decomposition decreasing the incubation time <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> needed for emergence of precipitates. From theory of phase decomposition it is known that the quantity <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> depends on the annealing temperature (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Khachaturyan, 2013</xref>). The corresponding dependence is shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure&#xa0;5C</xref> for the Fe-30%Cr-5%Al system (as an example), where one gets an infinite time needed to initiate phase decomposition in the vicinity of the critical temperature related to spinodal depicted in the phase diagram in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure&#xa0;1</xref>.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Dynamical diagram of phase decomposition at <italic>T</italic> &#x3d; 710&#xa0;<italic>K</italic> at fixed content of Cr <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x2014; plot a and fixed content of Al <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x2014; plot b, dynamical diagram for Fe&#x2013;30%Cr&#x2013;5%Al.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-11-1088742-g005.tif"/>
</fig>
<p>Effect of alloying elements and temperature influence onto dynamics of mean precipitate size, volume fraction of precipitates and precipitate size distribution is shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure&#xa0;6</xref>. In <xref ref-type="fig" rid="F6">Figures&#xa0;6A,&#xa0;B</xref> we plot the corresponding protocols in physical time scale according to the time related to phase decomposition starting from <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub>. From obtained results it follows that an increase Al content results in slight increase in precipitate size and volume fraction (cf. curves 1 and 2), whereas Cr addition increases the corresponding values of above quantities crucially (cf. curves 1 and 3). These results are related well to previous studies [see for example, Ref. (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Lee&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>)]. With the temperature decrease from 710&#xa0;<italic>K</italic> down to 690&#xa0;<italic>K</italic> (cf. curves 1 and 4) one gets low values of the mean precipitate size and low values for volume fraction of <italic>&#x3b1;</italic>&#x2019; precipitates that is constituent with results discussed in Ref. (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Chen&#xa0;et&#xa0;al., 2019</xref>). Distributions over precipitate size in alloys with different content of Al and Cr and two different temperatures are shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure&#xa0;6C</xref>. One finds that obtained data are well predicted by classical LSW distribution. Therefore, it follows that additional introduction of Cr or Al does not change universality of precipitate size distribution at coarsening stage at different temperatures. By comparing dynamics of the precipitate size and precipitate size distributions in alloys with different content of doping one concludes that both dynamics of the system and statistical properties of growing precipitates remain universal. The difference in measured quantities (mean precipitate size, precipitate number density, precipitate volume fraction) is related mostly to scaling factors determined by nominal composition of the studied alloys.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Protocols of the mean precipitate size (plot a) and volume fraction of <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitates (plot b) at different content of Cr, Al and different temperatures: Line 1 &#x2014; Fe-30%Cr-5%Al, <italic>T</italic> &#x3d; 710&#xa0;<italic>K</italic>, line 2 &#x2014; Fe&#x2013;30%Cr&#x2013;7%Al, <italic>T</italic> &#x3d; 710&#xa0;<italic>K</italic>, line 3 &#x2014; Fe&#x2013;35%Cr&#x2013;5%Al, <italic>T</italic> &#x3d; 710&#xa0;<italic>K</italic>, line 4 &#x2014; Fe&#x2013;30%Cr&#x2013;5%Al, <italic>T</italic> &#x3d; 690&#xa0;<italic>K</italic>. Precipitate size distributions for different alloys and different temperatures (markers 1&#x2013;4 relate to lines 1&#x2013;4 in plots a and b) at coarsening stage (<italic>t</italic> &#x2212; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> &#x3d; 200&#xa0;h), dash line relates to LSW distribution.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-11-1088742-g006.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="discussion" id="s4">
<title>4 Discussions</title>
<p>We need to stress out that the used model for microstructure transformations in Fe-Cr-Al alloy is based on equilibrium CALPHAD free energy, however Aluminum and Chromium concentrations will be out of thermal equilibrium at cooling. Therefore, to describe more precisely free energy in metastable zone one should further incorporate corrections to the free energy related to non-equilibrium states. At the same time this generalization will not affect the final state related to equilibrium as was shown in previous studies (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Chen&#xa0;et&#xa0;al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B33">Lee&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>).</p>
<p>In our study concentration-dependent model for stiffness constant was used for solid systems with cubic symmetry. Obtained results relate well to most of experimental observations. However, for more precise description of the system dynamics the measurement of the interface thickness obtained experimentally allows one to fix the corresponding values and thus the space scale.</p>
<p>For the considered class of concentrated alloys there is no formal theory for the mobilities exploited in the present study. Therefore here the model assumptions for concentration-dependent mobilities were used on the basis of previous works (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Huang&#xa0;et&#xa0;al., 1995</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B50">Wu&#xa0;et&#xa0;al., 2001</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B51">Wu&#xa0;et&#xa0;al., 2004</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B33">Lee&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>). This approach allows one to study transient dynamics of phase decomposition process in details, and can play a significant effect on the coarsening kinetics (<xref ref-type="bibr" rid="B31">Lacasta&#xa0;et&#xa0;al., 1992</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B32">Lacasta&#xa0;et&#xa0;al., 1993</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B3">Bray and Emmott, 1995</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B56">Zhu&#xa0;et&#xa0;al., 1999</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B21">Kharchenko and Dvornichenko, 2008</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B22">Kharchenko and Kharchenko, 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B23">Kharchenko&#xa0;et&#xa0;al., 2022</xref>). A constant mobility model can be used in order to modeling the late time microstructure.</p>
<p>Nevertheless used in the present study assumptions and simplifications do not affect significantly the obtained results related well to most of experimental and theoretical predictions (<xref ref-type="bibr" rid="B38">Messoloras&#xa0;et&#xa0;al., 1984</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B10">Chen&#xa0;et&#xa0;al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B33">Lee&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B55">Yang&#xa0;et&#xa0;al., 2020</xref>).</p>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s5">
<title>5 Conclusion</title>
<p>We have developed a phase field model to study dynamics of microstructure transformations and the evolution of defect structure during heat treatment of Fe-Cr-Al systems. Statistical and kinetic properties of evolving microstructure and defect structure in alloys with different content of alloying elements and different temperatures were studied.</p>
<p>In the framework of the stability analysis we obtain a phase diagram illustrating the range of concentrations of Chromium/Aluminum and annealing temperature when phase separation in Fe-Cr-Al systems accompanied by <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-phase precipitation can be realized. We exploited numerical simulations to discuss dynamics of precipitates formation, their growth, evolution of their number densities, precipitate mean size, and point defects rearrangement at precipitation. It is shown that mean precipitate size grows according to the power-law, whereas precipitate number density manifests exponential decay at coarsening stage. Precipitate size distribution function is of universal character.</p>
<p>It is shown that addition of Aluminum up to 8% initiates phase decomposition decreasing the incubation time for development of concentration waves. It slightly increases the mean precipitate size and volume fraction of precipitates. An increase in the nominal concentration of Chromium from 24% up to 40% increases content of Cr inside precipitates and essentially increases precipitate size with their volume fraction and accelerates phase decomposition processes. Dynamics of growing precipitates and the corresponding distribution functions over precipitate size manifest universality with scaling factors depending on the nominal compositions of alloys.</p>
<p>It was found that the annealing at elevated temperatures results in a decrease in the precipitates number density and in an increase their size. It was found that at high and low temperatures, precipitation processes are slowed down compared to the case of moderate temperatures.</p>
<p>By studying kinetics of equilibrium point defects it was shown that during annealing of solid solution vacancies are mostly homogeneously distributed in a bulk, while interstitial atoms are mostly localized in small <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032; precipitates and inside large precipitates near the interfaces with large curvature.</p>
<p>We expect that obtained results can be used to predict materials properties change at different content of alloying elements and will be useful as basic data for microstructure optimization of Fe-Cr-Al fuel cladding. Results can be used to describe radiation induced effects by incorporating ballistic mixing and dynamics of non-equilibrium defects produced by irradiation.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>LW: Conceptualization, validation. JQ: Funding acquisition, project administration, investigation. VK: Methodology, software development, simulation, writing&#x2014;original draft. DK: Investigation, statistical analysis, writing&#x2014;review and editing. OL: Resources, visualization, validation.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>Funding</title>
<p>This work was supported by &#x201c;National Key R&#x26;D Program of China,&#x201d; project number 2018YFE0207400.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s9">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s10">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biner</surname>
<given-names>S. B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <source>Programming phase-field modeling</source>. <publisher-loc>Switzerland</publisher-loc>: <publisher-name>Springer International Publishing</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bley</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1992</year>). <article-title>Neutron small-angle scattering study of unmixing in fe-cr alloys</article-title>. <source>Acta metallurgica materialia</source> <volume>40</volume>, <fpage>1505</fpage>&#x2013;<lpage>1517</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0956-7151(92)90094-u</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bray</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Emmott</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>Lifshitz-slyozov scaling for late-stage coarsening with an order-parameter-dependent mobility</article-title>. <source>Phys. Rev. B</source> <volume>52</volume>, <fpage>R685</fpage>&#x2013;<lpage>R688</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.52.r685</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Brenner</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Miller</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Soffa</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1982</year>). <article-title>Spinodal decomposition of iron-32 at.% chromium at 470 c</article-title>. <source>Scr. Metall.</source> <volume>16</volume>, <fpage>831</fpage>&#x2013;<lpage>836</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0036-9748(82)90239-3</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cahn</surname>
<given-names>J. W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1961</year>). <article-title>On spinodal decomposition</article-title>. <source>Acta metall.</source> <volume>9</volume>, <fpage>795</fpage>&#x2013;<lpage>801</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0001-6160(61)90182-1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cahn</surname>
<given-names>J. W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1962</year>). <article-title>On spinodal decomposition in cubic crystals</article-title>. <source>Acta metall.</source> <volume>10</volume>, <fpage>179</fpage>&#x2013;<lpage>183</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0001-6160(62)90114-1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Canuto</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hussaini</surname>
<given-names>M. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Quarteroni</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Thomas</surname>
<given-names>A.</given-names>
<suffix>Jr</suffix>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <source>Spectral methods in fluid dynamics</source>. <publisher-loc>Berlin, Heidelberg</publisher-loc>: <publisher-name>Springer Science &#x26; Business Media</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chang</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Meng</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ge</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Du</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Theory-guided bottom-up design of the fecral alloys as accident tolerant fuel cladding materials</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>516</volume>, <fpage>63</fpage>&#x2013;<lpage>72</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnucmat.2019.01.002</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1998</year>). <article-title>Applications of semi-implicit Fourier-spectral method to phase field equations</article-title>. <source>Comput. Phys. Commun.</source> <volume>108</volume>, <fpage>147</fpage>&#x2013;<lpage>158</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0010-4655(97)00115-x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jin</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Quantitative phase-field simulation of composition partition and separation kinetics of nanoscale phase in fe-cr-al alloy</article-title>. <source>J. Nanomater.</source> <volume>2019</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>11</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2019/6862390</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dai</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Setyawan</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Effect of cr and al on elastic constants of fecral alloys investigated by molecular dynamics method</article-title>. <source>Metals</source> <volume>12</volume>, <fpage>558</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/met12040558</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dieter</surname>
<given-names>G. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bacon</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1976</year>). <source>Mechanical metallurgy</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>McGraw-Hill</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dinsdale</surname>
<given-names>A. T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1991</year>). <article-title>Sgte data for pure elements</article-title>. <source>Calphad</source> <volume>15</volume>, <fpage>317</fpage>&#x2013;<lpage>425</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0364-5916(91)90030-n</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ejenstam</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Thuvander</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Olsson</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rave</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Szakalos</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Microstructural stability of fe&#x2013;cr&#x2013;al alloys at 450&#x2013;550 c</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>457</volume>, <fpage>291</fpage>&#x2013;<lpage>297</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnucmat.2014.11.101</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Garc&#xed;a-Ojalvo</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sancho</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <source>Noise in spatially extended systems</source>. <publisher-loc>New York, NY</publisher-loc>: <publisher-name>Springer Science &#x26; Business Media</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gulbransen</surname>
<given-names>E. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andrew</surname>
<given-names>K. F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1959</year>). <article-title>Oxidation studies on the iron-chromium-aluminum heater alloys</article-title>. <source>J. Electrochem. Soc.</source> <volume>106</volume>, <fpage>294</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1149/1.2427333</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hilliard</surname>
<given-names>J. E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1970</year>). <source>Spinodal Decomposition, in Phase Transformations</source>. <publisher-name>American Society of Metals, Metals Park</publisher-name>, <fpage>497</fpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>de La Cruz</surname>
<given-names>M. O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Swift</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>Phase separation of ternary mixtures: Symmetric polymer blends</article-title>. <source>Macromolecules</source> <volume>28</volume>, <fpage>7996</fpage>&#x2013;<lpage>8005</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/ma00128a005</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hyde</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Miller</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hetherington</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cerezo</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Smith</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Elliott</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>Spinodal decomposition in fe-cr alloys: Experimental study at the atomic level and comparison with computer models-ii. development of domain size and composition amplitude</article-title>. <source>Acta metallurgica materialia</source> <volume>43</volume>, <fpage>3403</fpage>&#x2013;<lpage>3413</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0956-7151(95)00041-s</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Khachaturyan</surname>
<given-names>A. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <source>Theory of structural transformations in solids</source>. <publisher-loc>New York, NY</publisher-loc>: <publisher-name>Dover Publications, Inc.,</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kharchenko</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dvornichenko</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Phase separation in binary systems with internal multiplicative noise</article-title>. <source>Phys. A Stat. Mech. its Appl.</source> <volume>387</volume>, <fpage>5342</fpage>&#x2013;<lpage>5354</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physa.2008.05.041</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kharchenko</surname>
<given-names>V. O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kharchenko</surname>
<given-names>D. O.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Abnormal grain growth in nonequilibrium systems: Effects of point defect patterning</article-title>. <source>Phys. Rev. E</source> <volume>89</volume>, <fpage>042133</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreve.89.042133</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kharchenko</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xin</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kharchenko</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kupriienko</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shuda</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Phase stability and precipitation modeling in neutron irradiated zr&#x2013;2% nb alloy</article-title>. <source>Model. Simul. Mater. Sci. Eng.</source> <volume>30</volume>, <fpage>075006</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1361-651x/ac8fad</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>A numerical method for the Cahn&#x2013;Hilliard equation with a variable mobility</article-title>. <source>Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul.</source> <volume>12</volume>, <fpage>1560</fpage>&#x2013;<lpage>1571</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cnsns.2006.02.010</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Buyers</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1978</year>). <article-title>Vacancy formation energy in iron by positron annihilation</article-title>. <source>J. Phys. F Metal Phys.</source> <volume>8</volume>, <fpage>L103</fpage>&#x2013;<lpage>L108</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0305-4608/8/5/001</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kittel</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McEuen</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <source>Introduction to solid state physics</source> <edition>Global ed., 9th ed.</edition> <publisher-loc>New Jersey</publisher-loc>: <publisher-name>Wiley</publisher-name>, <fpage>692</fpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kobayashi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Takasugi</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Mapping of 475 c embrittlement in ferritic fe&#x2013;cr&#x2013;al alloys</article-title>. <source>Scr. Mater.</source> <volume>63</volume>, <fpage>1104</fpage>&#x2013;<lpage>1107</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.scriptamat.2010.08.015</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kresse</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Furthm&#xfc;ller</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1996</year>). <article-title>Efficient iterative schemes for <italic>ab initio</italic> total-energy calculations using a plane-wave basis set</article-title>. <source>Phys. Rev. B</source> <volume>54</volume>, <fpage>11169</fpage>&#x2013;<lpage>11186</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.54.11169</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kresse</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hafner</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1993</year>). <article-title>
<italic>Ab initio</italic> molecular dynamics for liquid metals</article-title>. <source>Phys. Rev. B</source> <volume>47</volume>, <fpage>558</fpage>&#x2013;<lpage>561</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.47.558</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kresse</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hafner</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1994</year>). <article-title>Norm-conserving and ultrasoft pseudopotentials for first-row and transition elements</article-title>. <source>J. Phys. Condens. Matter</source> <volume>6</volume>, <fpage>8245</fpage>&#x2013;<lpage>8257</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0953-8984/6/40/015</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lacasta</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hern&#xe1;ndez-Machado</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sancho</surname>
<given-names>J. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Toral</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1992</year>). <article-title>Domain growth in binary mixtures at low temperatures</article-title>. <source>Phys. Rev. B</source> <volume>45</volume>, <fpage>5276</fpage>&#x2013;<lpage>5281</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.45.5276</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lacasta</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sancho</surname>
<given-names>J. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Herna</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Toral</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1993</year>). <article-title>Effects of domain morphology in phase-separation dynamics at low temperature</article-title>. <source>Phys. Rev. B</source> <volume>48</volume>, <fpage>6854</fpage>&#x2013;<lpage>6857</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.48.6854</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lee</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Park</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chang</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Effect of al concentration on the microstructural evolution of fe-cr-al systems: A phase-field approach</article-title>. <source>Metals</source> <volume>11</volume>, <fpage>4</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/met11010004</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>Q. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mao</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Johansson</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vitos</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>The effect of al on the 475 c embrittlement of fe&#x2013;cr alloys</article-title>. <source>Comput. Mater. Sci.</source> <volume>74</volume>, <fpage>101</fpage>&#x2013;<lpage>106</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.commatsci.2013.03.021</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mei</surname>
<given-names>Z. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>Y. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Anitescu</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yacout</surname>
<given-names>A. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Three-dimensional phase-field simulations of intragranular gas bubble evolution in irradiated u-mo fuel</article-title>. <source>Comput. Mater. Sci.</source> <volume>145</volume>, <fpage>86</fpage>&#x2013;<lpage>95</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.commatsci.2017.12.061</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lifshitz</surname>
<given-names>I. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Slyozov</surname>
<given-names>V. V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1961</year>). <article-title>The kinetics of precipitation from supersaturated solid solutions</article-title>. <source>J. Phys. Chem. solids</source> <volume>19</volume>, <fpage>35</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0022-3697(61)90054-3</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mathon</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>De Carlan</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Geoffroy</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Averty</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alamo</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>De Novion</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2003</year>). <article-title>A sans investigation of the irradiation-enhanced <italic>&#x3b1;&#x2013;&#x3b1;</italic>&#x2032; phases separation in 7&#x2013;12 cr martensitic steels</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>312</volume>, <fpage>236</fpage>&#x2013;<lpage>248</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0022-3115(02)01630-6</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Messoloras</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pike</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stewart</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Windsor</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1984</year>). <article-title>Precipitation in iron&#x2013;chromium&#x2013;aluminium alloys</article-title>. <source>Metal Sci.</source> <volume>18</volume>, <fpage>311</fpage>&#x2013;<lpage>321</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1179/030634584790419999</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nagasaki</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <source>Metals data book</source>. <publisher-loc>Tokyo</publisher-loc>: <publisher-name>Japan Institute of Metals</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ogorodnikov</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rakitskii</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rogovoi</surname>
<given-names>Y. I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1988</year>). <article-title>Calculation of the vacancy formation energy of metals</article-title>. <source>Sov. Powder Metall. Mater. Ceram.(Engl. Transl.)</source> <volume>27</volume>, <fpage>55</fpage>&#x2013;<lpage>60</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf00799739</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Onuki</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2002</year>). <source>Phase transition dynamics</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qu</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yao</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>The effect of heat treatment on recrystallized microstructure, precipitation and ductility of hot-rolled fe&#x2013;cr&#x2013;al&#x2013;rem ferritic stainless steel sheets</article-title>. <source>Mater. Sci. Eng. A</source> <volume>562</volume>, <fpage>9</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.msea.2012.11.008</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ribis</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lozano-Perez</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Orientation relationships and interface structure of <italic>&#x3b1;</italic>&#x2032;-cr nanoclusters embedded in <italic>&#x3b1;</italic>-fe matrix after <italic>&#x3b1;</italic> &#x2212; &#x2212;<italic>&#x3b1;</italic>&#x2032; demixing in neutron irradiated oxide dispersion strengthened material</article-title>. <source>Mater. Lett.</source> <volume>74</volume>, <fpage>143</fpage>&#x2013;<lpage>146</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.matlet.2012.01.115</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Soriano-Vargas</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Avila-Davila</surname>
<given-names>E. O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lopez-Hirata</surname>
<given-names>V. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cayetano-Castro</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gonzalez-Velazquez</surname>
<given-names>J. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Effect of spinodal decomposition on the mechanical behavior of fe&#x2013;cr alloys</article-title>. <source>Mater. Sci. Eng. A</source> <volume>527</volume>, <fpage>2910</fpage>&#x2013;<lpage>2914</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.msea.2010.01.020</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B45">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Stott</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wood</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stringer</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>The influence of alloying elements on the development and maintenance of protective scales</article-title>. <source>Oxid. metals</source> <volume>44</volume>, <fpage>113</fpage>&#x2013;<lpage>145</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf01046725</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B46">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Terentyev</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hafez Haghighat</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sch&#xe4;ublin</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Strengthening due to cr-rich precipitates in fe&#x2013;cr alloys: Effect of temperature and precipitate composition</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>107</volume>, <fpage>061806</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.3340522</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B47">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Terentyev</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Olsson</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Klaver</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Malerba</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>On the migration and trapping of single self-interstitial atoms in dilute and concentrated fe&#x2013;cr alloys: Atomistic study and comparison with resistivity recovery experiments</article-title>. <source>Comput. Mater. Sci.</source> <volume>43</volume>, <fpage>1183</fpage>&#x2013;<lpage>1192</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.commatsci.2008.03.013</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B48">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wagner</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1961</year>). <article-title>Theorie der Alterung von Niederschl&#xe4;gen durch Uml&#xf6;sen (Ostwald&#x2010;Reifung)</article-title>. <source>Z. Elektrochem</source> <volume>65</volume>, <fpage>581</fpage>&#x2013;<lpage>591</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/bbpc.19610650704</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B49">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Was</surname>
<given-names>G. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <source>Fundamentals of radiation materials science: Metals and alloys</source>. <publisher-loc>Berlin, Heidelberg, New York</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B50">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Morral</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2001</year>). <article-title>A phase field study of microstructural changes due to the kirkendall effect in two-phase diffusion couples</article-title>. <source>Acta mater.</source> <volume>49</volume>, <fpage>3401</fpage>&#x2013;<lpage>3408</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s1359-6454(01)00257-9</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B51">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Morral</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Movement of kirkendall markers, second phase particles and the type 0 boundary in two-phase diffusion couple simulations</article-title>. <source>Acta mater.</source> <volume>52</volume>, <fpage>1917</fpage>&#x2013;<lpage>1925</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.actamat.2003.12.031</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B52">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wukusick</surname>
<given-names>C. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Collins</surname>
<given-names>J. F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1964</year>). <article-title>An iron-chromium-aluminum alloy containing yttrium</article-title>. <source>Mat. Res. std.</source> <volume>4</volume> (<issue>1964</issue>), <fpage>637</fpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B53">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yamamoto</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pint</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Terrani</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Field</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Snead</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Development and property evaluation of nuclear grade wrought fecral fuel cladding for light water reactors</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>467</volume>, <fpage>703</fpage>&#x2013;<lpage>716</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnucmat.2015.10.019</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B54">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Maqbool</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Vacancy and interstitial atom evolution with the separation of the nanoscale phase in fe&#x2013;cr alloys: Phase-field simulations</article-title>. <source>Phys. Chem. Chem. Phys.</source> <volume>22</volume>, <fpage>3611</fpage>&#x2013;<lpage>3619</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1039/c9cp06247e</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B55">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xia</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ouyang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peng</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Aluminum suppression of <italic>&#x3b1;</italic> precipitate in model fe&#x2013;cr&#x2013;al alloys during long-term aging at 475 c</article-title>. <source>Mater. Sci. Eng. A</source> <volume>772</volume>, <fpage>138714</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.msea.2019.138714</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B56">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tikare</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1999</year>). <article-title>Coarsening kinetics from a variable-mobility Cahn-Hilliard equation: Application of a semi-implicit Fourier spectral method</article-title>. <source>Phys. Rev. E</source> <volume>60</volume>, <fpage>3564</fpage>&#x2013;<lpage>3572</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreve.60.3564</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>