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Computational design of light and strong high entropy alloys (HEA) Obtainment of an extremely high specific solid solution hardening

Authors :
Emmanuel Bertrand
Gérard Ramstein
Nicolas Gautier
Franck Tancret
Pedro Eduardo Jose Rivera Díaz-Del-Castillo
Edern Menou
Philippe Castany
Isaac Toda-Caraballo
Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN)
Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)
University of Cambridge [UK] (CAM)
Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N)
IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
TEM, Työ- ja Elinkeinoministeriö
University of Cambridge
EU 656249
European Project: 656249,H2020,H2020-MSCA-IF-2014,CADORS(2015)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
European Commission
Source :
Scripta Materialia, Scripta Materialia, Elsevier, 2018, 156, pp.120-123. ⟨10.1016/j.scriptamat.2018.07.024⟩, Scripta Materialia, 2018, 156, pp.120-123. ⟨10.1016/j.scriptamat.2018.07.024⟩, Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC, instname
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

A multi-objective optimisation genetic algorithm combining solid solution hardening (SSH) and thermodynamic modelling (CALPHAD) with data mining is used to design high entropy alloys (HEAs). The approach searches for the best compromise between single-phase stability, SSH and density. Thousands of Pareto-optimal base-centred cubic (BCC) HEAs are designed. AlCrMnMoTi (at.%) is chosen for experimental validation. The alloy was cast and characterised. Its microstructure consists of large grains of a single disordered solid solution displaying a Vickers hardness of 6.45 GPa (658 HV) and a density below 5.5 g/cm; uniquely combining exceptional hardness with medium density.<br />Philippe Castany acknowledges the THEMIS platform of the University of Rennes for providing access to TEM facilities. The work of Franck Tancret at the University of Cambridge was funded by the European Union's Horizon 2020 Research and Innovation Programme under the Marie Sklodowska-Curie grant agreement No. 656249: “Computer-Aided Design Of Revolutionary Superalloys” (CADORS). The present document reflects only the author's view; the European Union's Agency is not responsible for any use that may be made of the information it contains.info:eu-repo/grantAgreement/EC/H2020/656249

Details

Language :
English
ISSN :
13596462
Database :
OpenAIRE
Journal :
Scripta Materialia, Scripta Materialia, Elsevier, 2018, 156, pp.120-123. ⟨10.1016/j.scriptamat.2018.07.024⟩, Scripta Materialia, 2018, 156, pp.120-123. ⟨10.1016/j.scriptamat.2018.07.024⟩, Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC, instname
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f39f09724c921c704d7b5b26dfc19c4e