Ce « superalliage », une première mondiale, est deux fois plus résistant que l’acier.
Des ingénieurs de l’université Monash ont mis au point un alliage deux fois plus résistant que l’acier et trois fois plus résistant que l’aluminium, grâce à un procédé novateur (image à titre indicatif seulement). Viktor Forgacs sur Unsplash
L’assemblage de métaux pour produire des alliages plus résistants ou plus tenaces nécessite des températures extrêmement élevées. Des chercheurs australiens ont récemment découvert qu’une approche radicalement différente permettrait d’obtenir des alliages encore plus performants avec une chaleur bien moindre.
Des ingénieurs de l’université Monash ont créé la toute première pièce de grande taille en alliage réfractaire à haute entropie (RHEA). Cet alliage est non seulement deux fois plus résistant que l’acier, avec une limite d’élasticité en compression supérieure à 2 gigapascals, mais il est également le fruit d’une méthode utilisant des températures plus basses, et qui pourrait être produite à plus grande échelle de manière plus simple et moins coûteuse.
L’alliage RHEA est composé de titane, d’hafnium, de tantale, de niobium et de zirconium. Grâce à un processus de chauffage plus lent et à une température inférieure à celle utilisée pour la fusion des métaux dans la production d’alliages conventionnels, les atomes de ces éléments s’organisent en une structure fortement liée, composée de trois composants distincts avec des nanocristaux disposés de manière périodique.
Des scientifiques ont fabriqué la première grande pièce continue d’alliage réfractaire à haute entropie, qui présente une résistance exceptionnelle. Université Monash
Le professeur Jian-Feng Nie, l’un des auteurs de l’article sur le RHEA paru dans Science ce mois-ci , a déclaré que ce dernier point constitue la découverte majeure : « … les atomes peuvent s’auto-organiser en structures sans défaut dans un matériau métallique massif, c’est-à-dire une grande pièce de métal continue, et non un revêtement mince, un film ou un échantillon microscopique. »
Cette approche diffère totalement des méthodes de développement des alliages utilisées jusqu’à présent, où la composition était l’élément central. L’« architecture atomique » résultant du procédé de chauffage contrôlé mis au point par l’équipe a permis d’obtenir un produit sans défaut ; l’alliage est également ductile, c’est-à-dire qu’il peut être étiré, tiré ou déformé sans se rompre.
Au-delà de cet alliage RHEA, les travaux des scientifiques pourraient contribuer à ouvrir la voie à une « production d’alliages plus efficace, durable et rentable », ainsi qu’au développement de matériaux plus novateurs dotés de capacités spécifiques considérablement améliorées.
« Les répercussions pourraient se faire sentir pendant des décennies, des systèmes aérospatiaux et énergétiques à la fabrication de pointe et aux technologies encore inimaginables », a déclaré le professeur Yiannis Ventikos de l’université Monash.
Comme on peut s’y attendre, les chercheurs ont encore beaucoup de travail devant eux. Ils se concentrent actuellement sur les interactions à l’échelle atomique qui déterminent la formation de ces nanostructures, afin de comprendre comment les matériaux évoluent et se comportent tout au long du processus de chauffage.
https://www.monash.edu/news/articles/engineers-create-world-first-super-alloy