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Desarrollo de Aleaciones de Alta Entropía por vía pulvimetalúrgica

En este trabajo se ha diseñado una composición nueva de aleación de alta entropía (HEA) con el objetivo de adaptar la microestructura para alcanzar las propiedades requeridas en herramientas de corte de alta temperatura. El reto es desarrollar estas aleaciones para su implantación en las industrias de transporte y energía. Estas aplicaciones requieren alta resistencia, altas temperaturas de funcionamiento y baja densidad.

Las HEAs aparecieron por primera vez de mano de Yeh et. al en el año 2004. El atractivo de estas HEA reside en sus excelentes propiedades a alta temperatura, buenas propiedades mecánicas y alta resistencia a la corrosión. Las HEAs son aleaciones de múltiples elementos principales. En principio, se puede pensar que la presencia de múltiples elementos forme una microestructura compleja con formación de intermetálicos y fases diversas que fragilicen el material. Sin embargo, estas HEAs forman estructuras simples y estables debido al efecto de la alta entropía. Las HEAs presentan una solución sólida en la que ningún elemento es el soluto, sino que, todos los átomos están formando la solución solida saturada.

La mayor parte de las HEAs son procesadas por colada y hay muy pocos estudios en los que se emplee la pulvimetalurgia. En la mayoría de los trabajos que se encuentran en la literatura, los polvos se obtienen mediante molienda mecánica, sin embargo en este, los polvos también se obtendrán mediante atomización con el fin de reducir la contaminación y obtener partículas de polvo con una composición más homogénea. Finalmente, la consolidación de las muestras se realizará por Spark Plasma Sintering y se llevará a cabo la caracterización microestructural y el estudio de sus propiedades.

Dada la sencillez de su microestructura y de la versatilidad que ofrecen en el diseño de la composición para obtener las propiedades deseadas, estas aleaciones pueden ser una buena alternativa a las matrices convencionales en cermets, siendo este uno de los retos de la industria para poder solventar los problemas que plantean las matrices convencionales y la matriz de Fe en estos materiales compuestos.