Утверждается, что приготовление средне- и высокоэнтропийных сплавов сопряжено с определенными трудностями, включая уплотнение, трещины и остаточное напряжение, точность размеров и полировку поверхности, химическую однородность, контроль кристаллизации и микроструктуры, анизотропию свойств и т. д. следует использовать методы аддитивного производства, чтобы лучше понять это новое семейство металлических материалов.
Благодаря своим отличительным и превосходным характеристикам высокоэнтропийные сплавы, новый класс многокомпонентных материалов из сложных сплавов, вызвали значительный интерес. Высокоэнтропийные материалы готовятся так же, как и обычные материалы, но они также обладают уникальными характеристиками по сравнению с обычными сплавами.
Трехмерные объемные материалы, двумерные пленочные и листовые материалы, одномерные волокнистые материалы и нульмерные порошковые материалы являются основными типами высокоэнтропийных материалов, которые готовятся и формируются, начиная с различных размеров. Основными являются дуговая плавка, индукционная плавка, аддитивное производство, порошковая металлургия, магнетронное напыление, лазерная наплавка и другие технологии подготовки. Метод обработки деформацией также используется для изготовления тонких пластин, проводов и волокон с высокой энтропией.
Традиционный метод плавки неизбежно приведет к температурному градиенту во время охлаждения блока сплава, что приведет к неравномерности микроструктуры, что приведет к типичной гетерогенной структуре литья с мелкими зернистыми участками на поверхности, столбчатыми областями зерен в середине, и грубые столбчатые области зерна внутри. Одной из основных проблем, влияющих на качество материала, являются дефекты литья, такие как пустоты и трещины, возникающие в процессе плавки. Для получения однородной структуры или устранения дефектов литья в исходном изделии часто необходимы дальнейшая деформация и термическая обработка. По сравнению с традиционной технологией плавки аддитивное производство селективного плавления имеет более высокую скорость охлаждения, а полученный сплав имеет однородную структуру и мелкое зерно, демонстрируя превосходные комплексные механические свойства. Все больше и больше работ применяют технологию аддитивного производства для подготовки и улучшения характеристик высокоэнтропийных сплавов.
Можно резюмировать следующий список преимуществ технологии аддитивного производства:
Легко получить однородные и мелкие зерна, даже нано- или микрозерна, потому что нагрев однородный, зона термического влияния мала, а нагрев быстро охлаждается. Точность формования также высока, что позволяет точно контролировать размер и форму сплава, а цикл обработки может быть эффективно сокращен. Текущее производство крупногабаритных сплавов по-прежнему сталкивается со многими трудностями, и основным компонентом в развитии технологии аддитивного производства является разработка технологии приготовления порошка высокоэнтропийного сплава.
Подведем итог
Высокоэнтропийные сплавы, растущий сложный многоосновной сплав, в основном концентрируются в новой области в ядре фазовой диаграммы; их отличительные принципы проектирования и превосходные физические и химические свойства позволили создать большое количество новых высокоэнтропийных сплавов с исключительными свойствами. В области конструкционных материалов, функциональных материалов и здравоохранения энтропийные материалы продемонстрировали значительный потенциал развития.
После более чем десяти лет разработки, от первого блока сплава до высокоэнтропийных материалов различных размеров и масштабов, включая пленки, покрытия, полосы, листы, проволоку и порошки, определение и система материалов высокоэнтропийных сплавов испытали стабильное улучшение.
Несмотря на то, что в области материалов с высокой энтропией были достигнуты многочисленные успехи, разработка состава, подготовка образцов и анализ механизма действия сплава являются более сложными из-за присущей сплаву сложности. Будущие исследования высокоэнтропийных сплавов должны быть ориентированы не только на производительность, но и на процесс, чтобы создать новые высокоэнтропийные материалы, подходящие для уникальных процессов, включая деформацию, литье, производство и плавку порошков. . Это имеет большое значение для дальнейшего развития высокоэнтропийных сплавов и расширения областей их применения.