Структура и характеристики высокоэнтропийных сплавов

Традиционный дизайн сплавов обычно сосредоточен вокруг одного основного элемента, дополненного небольшими количествами вторичных элементов. В отличие от этого, сплавы с высокой энтропией нарушают этот традиционный подход, комбинируя пять или более основных элементов в близких эквивалентных соотношениях. Эта композиция генерирует высокую конфигурационную энтропию, что стабилизирует кристаллическую структуру и приводит к превосходной механической прочности и термической стабильности.

Выдающиеся свойства HEA происходят из четырех основных механизмов: эффекта высокой энтропии, искажения решетки, медленной диффузии и коктейльного эффекта. Эти характеристики позволяют HEA демонстрировать отличное сопротивление износу, коррозии, высоким температурам и радиации в практических приложениях, что делает их особенно подходящими для аэрокосмической, оборонной, ядерной и других передовых производственных отраслей.

Текущие применения сплавов с высоким энтропийным содержанием

HEA уже нашли применение в нескольких высокотехнологичных отраслях. В аэрокосмической промышленности они способны выдерживать экстремальные температурные колебания и высокое давление. В ядерной области их радиационная стойкость способствует увеличению срока службы критически важных компонентов. Для оборонных приложений HEA используются в ударо- и износостойких покрытиях для повышения долговечности оружейных систем.

Более того, сплавы с высокой энтропией широко применяются в качестве поверхностных покрытий для высокопроизводительных режущих инструментов, значительно улучшая износостойкость и срок службы. В дополнение к объемным материалам, сплавы с высокой энтропией часто используются в виде тонких пленок или покрытий, играя решающую роль в защите поверхностей инструментов при прецизионной обработке и системах высокоскоростного резания.

Проблемы смазки при обработке HEA

С ростом использования материалов HEA в производственных условиях возникают новые проблемы для резательных жидкостей и смазок. Экстремальная твердость и стабильность HEA могут ускорять износ инструмента и генерировать значительное тепло во время обработки, что, в свою очередь, приводит к быстрому ухудшению резательных жидкостей и снижению их эффективности.

Следовательно, будущие резательные смазки должны обеспечивать улучшенные характеристики при экстремальных давлениях и противоизносные свойства для эффективного управления трением и тепловыми нагрузками. Кроме того, смазки должны иметь улучшенную термическую стабильность и устойчивость к окислению, чтобы справляться с длительными высоконапорными операциями. Способность смазок поддерживать стабильные масляные пленки и эффективно прилипать к поверхностям HEA станет ключевым фактором в будущих стратегиях формулирования.

Перспективы: интеграция сплавов с высоким энтропийным содержанием и технологий смазки

Смотрим в будущее, коммерциализация сплавов с высоким энтропийным содержанием ожидается углубит их интеграцию с промышленными приложениями смазки. Поставщикам смазочных материалов и специалистам по металлообработке следует рассмотреть следующие стратегии:

Во-первых, разработать резательные жидкости и формулы добавок EP, адаптированные к характеристикам обработки сплавов с высоким энтропийным содержанием.

Во-вторых, провести углубленные исследования влияния различных составов сплавов с высоким энтропийным содержанием на термическое разложение смазки и побочные продукты отработанного масла.

В-третьих, улучшить стабильность и адгезионные свойства смазок на поверхностях сплавов с высоким энтропийным содержанием.

HAI LU JYA HE имеет многолетний опыт в смазке металлообработки и хорошо разбирается как в применении материалов, так и в решениях по смазке при резке. Поскольку технологии HEA быстро развиваются, мы продолжаем интегрировать разработку формул смазочных материалов с экспертизой по применению на месте, помогая клиентам оптимизировать процессы обработки и оставаться конкурентоспособными в эпоху материалов следующего поколения.

◆ Источник: MDPI

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