طراحي آلياژهاي ديرگداز آنتروپي بالا با هدف كاهش وزن و هزينه

آلياژهاي آنتروپي بالا دسته جديدي از آلياژهاي چند جزئي هستند كه فاز محلول جامد به عنوان فاز اصلي در آنها تشكيل مي‌شود. اين آلياژها به دليل تنوع عناصراصلي در تركيب شان، ظرفيت بسيار مناسبي جهت طراحي آلياژهايي با خواص مورد نظر از جمله وزن كمتر و هزينه كمتر را دارند. در سال‌هاي اخير فعاليت هاي متعددي در زمينه آلياژهاي ديرگداز آنتروپي بالا جهت كاربردهاي دما بالا انجام شده است. با اين حال از آنجايي كه فلزات ديرگداز عموما داراي چگالي بسيار بالا و تا حدودي گران قيمت است، لذا طراحي تركيب آلياژ به نحوي كه بتوان وزن و هزينه مواد اوليه را كاهش داد، اهميت ويژه lt;strong gt;‌ lt;/strong gt;اي دارد. در اين پژوهش با استفاده از محاسبات پارامترهاي ترموديناميكي و فيزيكي تركيب عناصر در آلياژهاي ديرگداز آنتروپي بالا WMoTaNbV و WMoCrTiAl به نحوي بهينه سازي شد كه ضمن رسيدن به فاز محلول جامد، وزن و هزينه به حداقل برسد. نهايتا آلياژ ديرگداز آنتروپي بالا W lt;sub gt;10 lt;/sub gt;Mo lt;sub gt;27 lt;/sub gt;Cr lt;sub gt;21 lt;/sub gt;Ti lt;sub gt;22 lt;/sub gt;Al lt;sub gt;20 lt;/sub gt; به عنوان آلياژ با تركيب بهينه در سيستم آلياژي WMoCrTiAl انتخاب و به روش ذوب قوسي  در خلاء  ذوب و آلياژسازي شد. اين آلياژ حاوي فاز محلول جامد با ساختار BCC به عنوان فاز اصلي و مقدار كمي فاز لاوه به عنوان فاز فرعي است كه توافق خوبي با نتايج محاسباتي دارد. تصوير SEMBSE آلياژ ريختگي يك ريزساختار دندريتي را نشان مي دهد كه دندريت ها غني از عناصر با نقطه ذوب بالاتر همچون تنگستن و موليبدن و بين دندريت‌ها غني از آلومينيم، تيتانيم و كروم است.