
Els aliatges d'alta-entropia són un nou tipus de material d'aliatge format per quatre o més elements principals en proporcions equimolars o gairebé equimolars [1-2]. A causa de la seva estructura única i de les característiques d'alta-entropia, presenten propietats mecàniques superiors en comparació amb els materials d'aliatge tradicionals [3-7]. El concepte d'aliatges d'alta-entropia va ser proposat per primera vegada pel professor Jien-Wei Yeh de Taiwan l'any 2004 [8]. Basat en el concepte de disseny d'aliatges d'alta-entropia, Senkov et al. [9] van preparar aliatges refractaris d'alta-entropia amb elements metàl·lics refractaris com a components principals. Aquests aliatges es mantenen estables a altes temperatures i posseeixen una gran resistència i densitat, cosa que atrau l'atenció generalitzada [10-11]. Gong Lei et al. [12] van estudiar les propietats mecàniques de l'aliatge refractari quaternari CrMoNbV d'alta-entropia i van trobar que el seu límit elàstic en condicions quasi-estàtiques era de 1.410 MPa, amb una deformació plàstica relativament petita i una morfologia típica de fractura d'escissió a la superfície de fractura. Zhang et al. [13] va investigar l'efecte del contingut de Ti sobre les propietats mecàniques dels aliatges d'alta-entropia CoCrMoNbTi. Entre ells, CoCrMoNbTi0.2 va tenir el millor rendiment integral, amb una resistència a la compressió i una tensió de fractura de 1.906 MPa i 5,07%, respectivament. Regenberg et al. [14] van estudiar aliatges d'alta-entropia MoNbVWTi, que tenen una alta resistència elàstica en condicions quasi-estàtiques, i el seu límit elàstic es veu afectat principalment pel contingut de Mo i Nb, però tenen poca ductilitat. Es pot veure que, tot i que els aliatges refractaris d'alta-entropia esmentats anteriorment tenen una gran resistència, la seva plasticitat en condicions quasi-estàtiques és pobra, la qual cosa limita el seu rang d'aplicació. Afegint elements del grup IVB (Hf, Zr, Ti), s'espera que millori la plasticitat dels aliatges d'alta-entropia. Per exemple, HfZrTiTa [15], HfNbTaTiZr [16], HfNbTiZr [17] i HfNbTiVZr [18]. Aquests aliatges d'alta-entropia es poden aplicar en entorns de càrrega dinàmica i els seus comportaments mecànics dinàmics han cridat l'atenció. Dirras et al. [19] va estudiar el comportament mecànic dels aliatges d'alta-entropia equimolar TiHfZrTaNb sota diferents velocitats de deformació. El límit elàstic a una velocitat de deformació de càrrega de 3,4 × 103 s-1 era un 40% més gran que en condicions de càrrega quasi-estàtica. A més, a mesura que augmentava la velocitat de tensió, la dispersió de les bandes de cisalla adiabàtica dins dels exemplars va disminuir gradualment, és a dir, la densitat de les bandes de cisalla va disminuir gradualment i el gruix va augmentar gradualment. Zhang et al. [20] va dissenyar i preparar aliatges d'alta-entropia HfZrTiTa. La resistència a la fluència i la tensió de fractura de l'aliatge d'alta-entropia HfZrTiTa0,5 en condicions de càrrega quasi-estàtica va ser de 774 MPa i 13,5%, respectivament. La seva força de fluència va mostrar un efecte significatiu d'enfortiment de la velocitat de tensió. Al mateix temps, es va discutir la inestabilitat plàstica tèrmica i la sensibilitat de cisalla adiabàtica de l'aliatge sota càrrega dinàmica. Song et al. [21] va mesurar el límit elàstic de l'aliatge d'alta-entropia HfNbZrTi en condicions quasi-estàtiques a 780 MPa. Quan la velocitat de deformació de càrrega era de 3,0 × 103 s-1, la seva força de fluència va augmentar fins a 1.380 MPa. Mitjançant una combinació d'experiments i simulacions numèriques, es va trobar que el suavització del dany era el principal factor en la formació de bandes de cisalla adiabàtica en aquest aliatge. Tenint en compte que Al té una bona plasticitat i a causa de l'efecte còctel entre els elements en aliatges d'alta-entropia, s'espera que afegir Al millori encara més la capacitat de deformació plàstica del material [22]. En aquest article, es va dissenyar i fabricar un nou aliatge d'alta entropia HfZrTiTaAl. La microestructura de l'aliatge es va caracteritzar per difracció de raigs X (XRD), microscòpia electrònica d'escaneig (SEM), difracció de retrodispersió electrònica (EBSD) i microscòpia electrònica de transmissió (TEM). Les propietats mecàniques dinàmiques de l'aliatge d'alta entropia HfZrTiTaAl es van analitzar sistemàticament mitjançant un dispositiu de barra de pressió Hopkinson dividida (SHPB). A més, es van obtenir els paràmetres del model constitutiu Johnson-Cook (JC) i els paràmetres del model de danys materials mitjançant simulació numèrica i es van analitzar els comportaments de deformació, dany i fallada del material en condicions de càrrega dinàmica.
