Estructura y rendimiento de aleaciones de alta entropía

El diseño tradicional de aleaciones generalmente se centra en un elemento principal, mejorado por la adición de pequeñas cantidades de elementos secundarios. En contraste, las aleaciones de alta entropía interrumpen este enfoque convencional al combinar cinco o más elementos principales en proporciones casi equiatómicas. Esta composición genera una alta entropía configuracional, que estabiliza la estructura cristalina y resulta en una superior resistencia mecánica y estabilidad térmica.

Las propiedades sobresalientes de los HEAs derivan de cuatro mecanismos fundamentales: el efecto de alta entropía, la distorsión de la red, la difusión lenta y el efecto cóctel. Estas características permiten que los HEAs demuestren una excelente resistencia al desgaste, la corrosión, las altas temperaturas y la radiación en aplicaciones prácticas, lo que los hace especialmente adecuados para las industrias aeroespacial, de defensa, nuclear y otras industrias de fabricación avanzada.

Aplicaciones actuales de aleaciones de alta entropía

Los HEAs ya han encontrado aplicaciones en varias industrias de alta tecnología. En la industria aeroespacial, son capaces de soportar variaciones extremas de temperatura y entornos de alta presión. En el campo nuclear, su resistencia a la radiación contribuye a una vida útil prolongada de los componentes críticos. Para aplicaciones de defensa, los HEAs se utilizan en recubrimientos resistentes a impactos y al desgaste para mejorar la durabilidad de los sistemas de armas.

Además, las aleaciones de alta entropía se aplican ampliamente como recubrimientos superficiales para herramientas de corte de alto rendimiento, mejorando significativamente la resistencia al desgaste y la vida útil. Además de los materiales a granel, las AHE se utilizan con frecuencia en forma de películas delgadas o recubrimientos, desempeñando un papel crucial en la protección de las superficies de las herramientas en el mecanizado de precisión y en sistemas de corte a alta velocidad.

Desafíos de lubricación en el mecanizado de HEA

A medida que la adopción de materiales HEA crece en entornos de fabricación, también presenta nuevos desafíos para los fluidos de corte y lubricantes. La extrema dureza y estabilidad de los HEA pueden acelerar el desgaste de las herramientas y generar un calor significativo durante el mecanizado, lo que a su vez causa una rápida degradación de los fluidos de corte y una disminución en su rendimiento.

Por lo tanto, los futuros lubricantes de corte deben ofrecer un rendimiento mejorado en condiciones de alta presión y resistencia al desgaste para gestionar eficazmente la fricción y las cargas térmicas. Además, los lubricantes necesitarán una mejor estabilidad térmica y resistencia a la oxidación para hacer frente a operaciones prolongadas a alta presión. La capacidad de los lubricantes para mantener películas de aceite estables y adherirse eficazmente a las superficies de HEA se convertirá en una consideración clave en las futuras estrategias de formulación.

Perspectiva futura: Integración de aleaciones de alta entropía y tecnologías de lubricación

Mirando hacia adelante, se espera que la comercialización de las aleaciones de alta entropía (HEAs) profundice su integración con aplicaciones de lubricación industrial. Los proveedores de lubricantes y los profesionales del mecanizado deberían considerar las siguientes estrategias:

Primero, desarrollar fluidos de corte y formulaciones de aditivos EP adaptadas a las características de mecanizado de las HEAs.

Segundo, realizar estudios en profundidad sobre el impacto de diferentes composiciones de HEA en la degradación térmica de los lubricantes y los subproductos del aceite usado.

Tercero, mejorar la estabilidad y el rendimiento de adhesión de los lubricantes en las superficies de HEA.

HAI LU JYA HE tiene años de experiencia en lubricación de metal y está bien versado en aplicaciones de materiales y soluciones de lubricación para corte. A medida que las tecnologías HEA evolucionan rápidamente, continuamos integrando el desarrollo de formulaciones de lubricantes con la experiencia en aplicaciones en el sitio, ayudando a los clientes a optimizar los procesos de mecanizado y mantenerse competitivos en la era de los materiales de próxima generación.

◆ Fuente: MDPI

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