آلیاژهای با سرعت بالا (HEAs) نشان دهنده یک تغییر پارادایم در علوم مواد، حرکت فراتر از طراحی معمولی تک-پیفرقه برای پذیرش یک استراتژی چند مرحله ای است که ترکیب با متالورژی پودر (PM)، این آلیاژهای باز کردن یک قلمرو جدید از احتمالات در تولید قطعات با کارایی بالا، این مقاله بررسی رابطه synergerator و افزایش عناصر اولیه است که از طریق استفاده از مواد اولیه، و مزایای ترکیب بعدی، و مزایای آن.

مقدمه ای بر آلیاژهای High-Entropy

آلیاژهای با وضوح بالا، همچنین به عنوان آلیاژهای عنصر چند ستونی (MPEAs) شناخته می شوند، از پنج یا چند عنصر فلزی در نسبت های نزدیک به آنیم یا به طور منظم از ترکیبات شیمیایی اولیه، هدایت شده توسط مفهوم آنتروپی بالا، تثبیت فاز های ساده جامد (مانند بافت مکعب یا آلیاژ بدن متمرکز) به جای آن، اغلب از آن ترکیبات شیمیایی اولیه پیش بینی شده است.

ویژگی تعریف HEAs، آنتروپی با ترکیب بالا است که انرژی آزاد Gibbs را کاهش می دهد و شکل گیری راه حل های جامد تصادفی را ترویج می کند، این میکروساختار، همراه با تحریف شدید شبکه، تولید می کند (FLT:0 قدرت برجسته، انعطاف پذیری و سختی حتی در دمای گریه، علاوه بر این، اثر کوکتل - که در آن عناصر مقاومت چند منظوره - مانند سختی های ساده، ثبات ساده، و سختی های قابل توجه مانند سختی،

مزایای متالورژیی برای HEAs

متالورژی یک فرایند تولید است که شامل ترکیب پودر عنصری یا پیش پردازش شده است، جمع آوری آنها به شکل مطلوب، و تکان دادن در دمای بالا برای دستیابی به عناصر کامل تراکم و پیوند، به طور منحصر به فرد برای HEsha به دلایل مختلف، آن را دور زدن ذوب و چالش های ریخته گری مرتبط با عناصر بالا شکستن نقطه اغلب در HEF استفاده می شود. [در نهایت اجازه می دهد تا مقادیر منظم از طریق کنترل مواد تشکیل شود:

فرآیند معمول HEA-PM با آلیاژ مکانیکی (تعهد توپ) پودرهای عنصری برای دستیابی به یک راه حل جامد فوق اشباع شروع می شود، پودر آسیاب شده سپس با استفاده از فشار ایزوتواستاتیک سرد (CIP) یا فشار محوری منحصر به فرد، به دنبال (FLT:0sintering یا جرقه گناه (SPS) جمع آوری می شود.[۱۰] [FLT برای ساخت تکنیک های جایگزین سریع مانند ساخت تکنیک های برشی (FLMA)

ویژگی های کلیدی املاک از ترکیب HEA-PM

ترکیب HEAs با خواص پودری که اغلب نسبت به HEAs های معمولی پردازش شده یا آلیاژهای سنتی PM برتر است. زیر بخش ها مهم ترین پیشرفت ها را به طور دقیق شرح می دهند.

قدرت و سختی

HEهمانطور که توسط PM پردازش شده است نقاط قوت استثنایی و نقاط قوت کشش نهایی، اغلب بیش از 1 GPa در حالی که حفظ انعطاف پذیری قابل توجهی را نشان می دهد، اصلاح دانه در طول آلیاژ مکانیکی و تکان دادن به تقویت هال-Petch کمک می کند، علاوه بر این، پراکندگی همگن از عناصر ساختاری متعدد، تقویت جامد و، در برخی موارد، سخت شدن از ذرات نانو اندازه تشکیل شده در طول مثال، برای سیستم های خوب پردازش شده است.

خوردگی و مقاومت Wear

ترکیب چند پیاده سازی HEAs یک فیلم اکسید منفعل ایجاد می کند که پایدارتر و محافظت از فولادهای ضد زنگ است.در متالورژی پودر، اندازه دانه خوب و کاهش جداسازی بیشتر مقاومت در برابر خوردگی با ارائه مرزهای بیشتر غله برای تشکیل فیلم منفعل نشان داده است که HE-فرشته شده به عنوان CoCrNiFen نشان می دهد که اسید آمینه های مقاوم در برابر سختی های بالا و سخت آنها را به طور مشابه کاهش می دهد.

ثبات حرارتی

HEAs برای حفظ قدرت خود در دمای بالا مشهور است، یک ملک در میکروساختارهای PM تقویت شده است. فقدان تحول فاز فرار و ثبات ماتریس محلول جامد اجازه می دهد تا PM HEAs در دما تا 1000 درجه سانتیگراد یا بالاتر عمل کند، به عنوان مثال، او را مانند WMoNbTaV تولید شده توسط نامزدهای مکانیکی نیکل و مولد (FLTFloy) برای آنها را در این توربین های هسته ای در نازل 1، منفجر می کند.

انعطاف پذیری و کنترل فرآیند

فراتر از بهبود اموال، ترکیب HEA-PM مزایای قابل توجهی در تولید، طراحی و هزینه ارائه می دهد.این مزایا نشان می دهد که چگونه مواد با کارایی بالا تولید می شوند.

طراحی آلیاژ و سفارشی سازی

PM اجازه می دهد تا سرعت ترکیب های جدید HEA بدون نیاز به قالب های ریخته گری گران قیمت به راحتی متفاوت باشد، محققان می توانند نسبت های عنصری را به راحتی متفاوت کنند، عناصر آلیاژی کوچک را اضافه کنند یا ذرات تقویت کننده ای را برای ایجاد ساختارهای میکروسازنده ای مناسب معرفی کنند.این [FLT: 1) انعطاف پذیری نیتریک [F:1] باعث می شود تا کشف رمان HE به عنوان کاربردهای خاص، از ذخیره سازی هیدروژن یا اضافه کردن سختی های نیتروژن بیشتر.

نزدیک به Net Shape Production

متالورژی پودر در تولید هندسه های پیچیده با ماشینکاری حداقل، برای HEAs، که اغلب دشوار است ماشین به دلیل سختی بالا، نزدیک به درآمد PM از بین بردن بسیاری از مراحل پس پردازش پس از پردازش. Compaction و گناه می تواند به تحمل در 0.5٪ از ابعاد مورد نظر، کاهش زباله مواد به اندازه 5% در مقایسه با 50٪ یا بیشتر در تولید تنگستن، به ویژه گران قیمت یا حاوی عناصر کم هزینه، مانند پودر HE.

مقیاس پذیری و کارایی هزینه

در حالی که پودر HEA در حال حاضر گران تر از فولاد معمولی یا پودر آلومینیوم است، فرایند PM می تواند هزینه ها را از طریق کاهش مصرف انرژی و استفاده از مواد بالاتر جبران کند. گناه پلاسما پارک و دیگر تکنیک های سریع گناه، اجازه می دهد تا در عرض چند ساعت، کاهش هزینه های انرژی، علاوه بر این، توانایی بازیافت و استفاده مجدد از پودر تولید افزودنی، افزایش یابد، به عنوان افزایش سریع تر از آن انتظار می رود.

برنامه های کاربردی real-World Application

خواص منحصر به فرد HEAs های PM-فرآیند در حال حاضر در حال پیدا کردن برنامه های مختلف در سراسر صنایع مختلف است.در بخش aerospace ، اجزای HEA برای اتصال با دمای بالا، دیسک توربین و لوله های محفظه احتراق، که در آن قدرت و مقاومت اکسیداسیون حیاتی هستند، استفاده می شود.

در بخش انرژی، HEAs برای پوشش راکتور هسته ای و مواد اول دیوار جوش و جوش راکتور اول به دلیل مقاومت آنها در برابر آسیب های تابشی و قدرت دمای بالا مورد بررسی قرار می گیرد. تولید اضافی قطعات HEA قطعات HEA [FLT 1] همچنین ابزار سفارشی و قالب ها را با عمر گسترده خدمات، کاهش تولید در گیاهان حتی صنعت الکترونیک تحقیق در مورد مدیریت الکتریکی نازک و میکروچیپ فیلم های تقویت شده در حال توسعه است.

چالش ها و مسیرهای آینده

علی رغم وعده، چندین چالش باقی مانده است. Cost و در دسترس بودن مواد خام - بسیاری از HEAs به نیکل، کبالت، یا فلزات انکساری که گران هستند و به محدودیت های زنجیره ای عرضه نیاز دارند، واکنش انرژی فشرده است و دستیابی به تراکم کامل بدون نقص در اجزای بزرگ دشوار است.

تحقیقات آینده بر روی ترکیب های HEA (FLT:0) ارزان قیمت تمرکز می کند با استفاده از عناصر فراوان تر مانند آلومینیوم، آهن و منگنز، کاهش وابستگی به فلزات استراتژیک، پیشرفت در تولید پودر، مانند تقویت آب و اتم سازی گاز سازگار برای سیستم های چند جزء، هزینه های پایین تر و بهبود یادگیری ماشین آلات به کار گرفته تا پیش بینی خواص بی سابقه و سرعت ساخت فلز، به عنوان روش های کامپوزیت جدید، به عنوان سرعت ساخت و یا ترکیب آن، به عنوان روش های ترکیبی از سرعت فرآیند ساخت و یا سرعت فرآیند ساخت و ترکیب آن، به عنوان روش های ترکیبی از ترکیب می شود.

نتیجه گیری

آلیاژهای با درجه حرارت بالا پردازش شده از طریق متالورژی پودر ارائه یک هم افزایی قدرتمند است که برخی از چالش های مواد مورد نیاز را به شما می دهد.توانایی دستیابی به قدرت استثنایی، مقاومت در برابر خوردگی و ثبات حرارتی در حالی که حفظ انعطاف پذیری تولید و موقعیت های بهره وری هزینه HEA-PM به عنوان یک فن آوری کلیدی برای مهندسی پیشرفته است، زیرا تحقیقات همچنان به غلبه بر محدودیت های فعلی، پذیرش این مواد در هوافضا، انرژی خودرو، و بخش های سخت افزاری، به دنبال سرعت بخشیدن به سمت جلو از محدودیت های عملکرد.