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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 31/6 - 2006  - pp.633-648  - doi:10.3166/acsm.31.633-648
TITRE
Progrès récents dans les alliages à haute entropie

TITLE
Recent progress in high-entropy alloys

RÉSUMÉ

La trentaine de systèmes d'’alliages actuellement d’'utilisation courante sont typiquement basés sur un ou, au plus, deux éléments. On considérait que des alliages constitués d’un plus grand nombre d’éléments principaux formeraient des microstructures compliquées et fragiles, et la recherche sur de tels alliages multiélémentaires a donc été très limitée. Cependant, en 1995, Yeh a suggéré que les systèmes d'’alliages formés d'’au moins cinq éléments métalliques possédaient des entropies de mélange élevées et favoriseraient donc la formation de solutions solides multiélémentaires, par opposition aux supposées structures complexes formées de nombreux composés intermétalliques. Les travaux effectués au cours de la dernière décennie sur de tels alliages multiélémentaires, dénommés de façon appropriée « alliages à haute entropie » (AHE), ont en effet montré que ces derniers formaient des phases simples à structures nanocristallines et même amorphes. Outre l’'effet de haute entropie, ces caractéristiques structurales ont été attribuées à l'’existence dans ces mélanges multiélémentaires de fortes distorsions de réseau et d'’une diffusion ralentie. En fonction de leur composition et du procédé d'’élaboration, il s'’est avéré que les AHE présentaient un large spectre de microstructures et de propriétés. Les propriétés supérieures de certains AHE par rapport aux alliages classiques, ainsi que le nombre énorme de combinaisons possibles susceptibles de conduire à des phénomènes nouveaux et à des applications fonctionnelles, font que ces AHE présentent un grand intérêt non seulement du point de vue de la recherche mais aussi pour de nombreuses applications industrielles. Dans cette perspective, cet article passe en revue les progrès récents dans les AHE et les orientations futures.



ABSTRACT

The thirty or so presently used common alloy systems are typically based on one or, at most, two elements. It has been considered that alloys consisting of a greater number of principal elements will form complicated and brittle microstructures, and hence research regarding such multi-principal-element alloys has received very limited attention. It was suggested by Yeh in 1995, however, that alloy systems with five or more metallic elements will in fact possess higher mixing entropies, and therefore favour the formation of multielement solid-solution phases, as opposed to the inferred complex structures consisting of many intermetallic compounds. Indeed, work over the past decade into such multi-principal-element alloys, which have fittingly been coined as “high-entropy alloys” (HE alloys), has found them to form simple phases with nanocrystalline and even amorphous structures. In addition to the high-entropy effect, these structural characteristics are ascribed to the large lattice distortion and sluggish diffusion of such multielemental mixtures. Dependant upon the composition and/or processing route, HE alloys have been found to possess a wide spectrum of microstructures and properties. The superior properties exhibited by HE alloys over conventional alloys, along with the huge number of possible compositions that may give new phenomena and functional uses, makes these proposed HE alloys of great interest not only from a research perspective but also in numerous industrial applications. Therefore, this paper reviews the recent progress made on HE alloys, and possible future directions



AUTEUR(S)
Jien-Wei YEH

Reçu le 28 octobre 2006.   

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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