
Aliajele cu-entropie ridicată sunt un nou tip de material aliaj compus din patru sau mai multe elemente principale în proporții echimolare sau aproape echimolare [1-2]. Datorită structurii lor unice și caracteristicilor de-entropie ridicată, ele prezintă proprietăți mecanice superioare în comparație cu materialele din aliaje tradiționale [3-7]. Conceptul de aliaje cu-entropie înaltă a fost propus pentru prima dată de profesorul Jien-Wei Yeh din Taiwan în 2004 [8]. Pe baza conceptului de proiectare al aliajelor cu-entropie ridicată, Senkov et al. [9] aliaje refractare de înaltă-entropie cu elemente metalice refractare ca componente principale. Aceste aliaje rămân stabile la temperaturi ridicate și posedă rezistență și densitate ridicate, atrăgând atenția pe scară largă [10-11]. Gong Lei și colab. [12] a studiat proprietățile mecanice ale aliajului refractar cuaternar de-entropie înaltă CrMoNbV și a constatat că limita de curgere în condiții cvasi-statice a fost de 1.410 MPa, cu deformare plastică relativ mică și o morfologie tipică a fracturii de clivaj la suprafața de fractură. Zhang şi colab. [13] a investigat efectul conținutului de Ti asupra proprietăților mecanice ale aliajelor de înaltă-entropie CoCrMoNbTi. Dintre acestea, CoCrMoNbTi0.2 a avut cea mai bună performanță cuprinzătoare, cu rezistență la compresiune și deformare la rupere de 1.906 MPa și, respectiv, 5,07%. Regenberg şi colab. [14] au studiat aliajele cu entropie ridicată MoNbVWTi, care au o limită de curgere ridicată în condiții cvasi{-statice, iar limita lor de curgere este afectată în principal de conținutul de Mo și Nb, dar au o ductilitate slabă. Se poate observa că, deși aliajele refractare cu-entropie înaltă menționate mai sus au o rezistență ridicată, plasticitatea lor în condiții cvasi{-statice este slabă, ceea ce limitează domeniul lor de aplicare. Prin adăugarea de elemente de grup IVB (Hf, Zr, Ti), se așteaptă să îmbunătățească plasticitatea aliajelor cu-entropie ridicată. De exemplu, HfZrTiTa [15], HfNbTaTiZr [16], HfNbTiZr [17] și HfNbTiVZr [18]. Aceste aliaje cu-entropie ridicată pot fi aplicate în medii de încărcare dinamică, iar comportamentele lor mecanice dinamice au atras atenția. Dirras şi colab. [19] a studiat comportamentul mecanic al aliajelor echimolare TiHfZrTaNb cu entropie mare-la diferite rate de deformare. Limita de curgere la o rată de deformare de încărcare de 3,4×103 s-1 a fost cu 40% mai mare decât cea în condiții de încărcare cvasi{-statică. Mai mult, pe măsură ce viteza de deformare a crescut, dispersia benzilor de forfecare adiabatice în interiorul probelor a scăzut treptat, adică densitatea benzilor de forfecare a scăzut treptat, iar grosimea a crescut treptat. Zhang şi colab. [20] au proiectat și preparat aliaje cu-entropie înaltă HfZrTiTa. Limita de curgere și deformarea la rupere a aliajului HfZrTiTa0.5 cu entropie înaltă-în condiții de încărcare cvasi-statică au fost de 774 MPa și, respectiv, 13,5%. Limita sa de curgere a arătat un efect semnificativ de întărire a vitezei de deformare. În același timp, au fost discutate instabilitatea termoplastică și sensibilitatea la forfecare adiabatică a aliajului sub încărcare dinamică. Song și colab. [21] a măsurat limita de curgere a aliajului HfNbZrTi cu-entropie înaltă în condiții cvasi-statice la 780 MPa. Când rata de deformare la încărcare a fost de 3,0×103 s-1, limita sa de curgere a crescut la 1.380 MPa. Printr-o combinație de experimente și simulări numerice, s-a constatat că înmuierea deteriorării a fost principalul factor în formarea benzilor de forfecare adiabatică în acest aliaj. Având în vedere că Al are o plasticitate bună și datorită efectului de cocktail între elementele din aliajele cu-entropie ridicată, adăugarea de Al este de așteptat să îmbunătățească și mai mult capacitatea de deformare plastică a materialului [22]. În această lucrare, a fost proiectat și fabricat un nou aliaj HfZrTiTaAl de înaltă entropie. Microstructura aliajului a fost caracterizată prin difracție cu raze X (XRD), microscopie electronică cu scanare (SEM), difracție cu retrodifuzare a electronilor (EBSD) și microscopie electronică cu transmisie (TEM). Proprietățile mecanice dinamice ale aliajului de înaltă entropie HfZrTiTaAl au fost analizate sistematic folosind un dispozitiv Hopkinson de bară de presiune (SHPB). Mai mult, parametrii modelului constitutiv Johnson-Cook (JC) și parametrii modelului de deteriorare materială au fost obținuți prin simulare numerică și au fost analizate comportamentele de deformare, deteriorare și rupere ale materialului în condiții de încărcare dinamică.
