Structure et performance des alliages à haute entropie

La conception traditionnelle des alliages se concentre généralement sur un élément principal, renforcé par l'ajout de petites quantités d'éléments secondaires. En revanche, les alliages à haute entropie perturbent cette approche conventionnelle en combinant cinq éléments principaux ou plus dans des rapports presque équiatomiques. Cette composition génère une haute entropie de configuration, ce qui stabilise la structure cristalline et entraîne une résistance mécanique et une stabilité thermique supérieures.

Les propriétés exceptionnelles des alliages à haute entropie (HEA) proviennent de quatre mécanismes fondamentaux : l'effet de haute entropie, la distorsion du réseau, la diffusion lente et l'effet cocktail. Ces caractéristiques permettent aux HEA de démontrer une excellente résistance à l'usure, à la corrosion, aux hautes températures et aux radiations dans des applications pratiques, les rendant particulièrement adaptés aux industries aérospatiale, de défense, nucléaire et autres industries de fabrication avancée.

Applications actuelles des alliages à haute entropie

Les HEA ont déjà trouvé des applications dans plusieurs industries de haute technologie. Dans l'aérospatiale, elles sont capables de résister à des variations de température extrêmes et à des environnements à haute pression. Dans le domaine nucléaire, leur résistance aux radiations contribue à prolonger la durée de vie des composants critiques. Pour les applications de défense, les HEA sont utilisées dans des revêtements résistants aux chocs et à l'usure pour améliorer la durabilité des systèmes d'armement.

De plus, les alliages à haute entropie sont largement utilisés comme revêtements de surface pour les outils de coupe haute performance, améliorant considérablement la résistance à l'usure et la durée de vie. En plus des matériaux en vrac, les AHE sont fréquemment utilisés sous forme de films minces ou de revêtements, jouant un rôle crucial dans la protection des surfaces des outils dans l'usinage de précision et les systèmes de coupe à grande vitesse.

Défis de lubrification dans l'usinage des alliages à haute entropie

Alors que l'adoption des matériaux HEA croît dans les environnements de fabrication, cela présente également de nouveaux défis pour les fluides de coupe et les lubrifiants. La dureté extrême et la stabilité des HEA peuvent accélérer l'usure des outils et générer une chaleur significative pendant l'usinage, ce qui entraîne une dégradation rapide des fluides de coupe et une diminution de leurs performances.

Par conséquent, les lubrifiants de coupe futurs doivent offrir des performances améliorées en matière de pression extrême et d'anti-usure pour gérer efficacement les charges de friction et thermiques. De plus, les lubrifiants devront avoir une stabilité thermique améliorée et une résistance à l'oxydation pour faire face à des opérations prolongées à haute pression. La capacité des lubrifiants à maintenir des films d'huile stables et à adhérer efficacement aux surfaces HEA deviendra une considération clé dans les futures stratégies de formulation.

Perspectives futures : Intégration des alliages à haute entropie et des technologies de lubrification

En regardant vers l'avenir, la commercialisation des AHE devrait approfondir leur intégration avec les applications de lubrification industrielle. Les fournisseurs de lubrifiants et les professionnels de l'usinage devraient envisager les stratégies suivantes :

Tout d'abord, développer des fluides de coupe et des formulations d'additifs EP adaptés aux caractéristiques d'usinage des AHE.

Deuxièmement, mener des études approfondies sur l'impact des différentes compositions d'AHE sur la dégradation thermique des lubrifiants et les sous-produits des huiles usées.

Troisièmement, améliorer la stabilité et la performance d'adhésion des lubrifiants sur les surfaces des AHE.

HAI LU JYA HE a des années d'expérience dans la lubrification du travail des métaux et maîtrise à la fois les applications de matériaux et les solutions de lubrification pour le découpage. Alors que les technologies HEA évoluent rapidement, nous continuons d'intégrer le développement de formulations de lubrifiants avec une expertise d'application sur site, aidant les clients à optimiser les processus d'usinage et à rester compétitifs à l'ère des matériaux de nouvelle génération.

◆ Source : MDPI

◆ Référence : https://www.mdpi.com/1099-4300/25/1/73