طراحی بهینه آلیاژهای چندجزئی آنتروپی بالا با رویکرد کاهش وزن و هزینه

جهت کاربردهای دما بالا عموما آلیاژهایی استفاده می شوند که حاوی فلزات دیرگداز است. در سال های اخیر فعالیت های متعددی در زمینه آلیاژهای دیرگداز آنتروپی بالا جهت کاربردهای دما بالا انجام شده است. از آنجایی که فلزات دیرگداز عموما دارای وزن بسیار بالایی و تا حدودی گران قیمت می باشند لذا طراحی ترکیب آلیاژ به نحوی که بتوان وزن و هزینه مواد اولیه را کاهش داد اهمیت ویژه ای دارد. در این پژوهش با استفاده از محاسبات پارامترهای ترمودینامیکی و فیزیکی سعی شده است ترکیب عناصر در آلیاژهای دیرگداز آنتروپی بالا به نحوی بهینه سازی شود که ضمن رسیدن به فاز محلول جامد، وزن و هزینه به حداقل برسد. آلیاژ دیرگداز آنتروپی بالا w10mo27cr21ti22al20 به عنوان آلیاژ با ترکیب بهینه در سیستم آلیاژی w-mo-cr-ti-al انتخاب و به روش ذوب قوس در خلا سنتز شد. وزن و هزینه مواد اولیه در این آلیاژ به ترتیب حدود 13 و 10 درصد کمتر از آلیاژ با نسبت اتمی برابر است. از طرفی بررسی فازی این آلیاژ نشان داد فاز محلول جامد با ساختار bcc به عنوان فاز اصلی این آلیاژ می باشد که تایید کننده نتایج محاسبات تشکیل محلول جامد است. این آلیاژ دارای ریزساختاری دندریتی است که نواحی بین دندریتی غنی از عناصر با نقطه نقطه پایین تر می باشد.