Le concept des alliages à haute entropie a permis d'accéder à une nouvelle classe de matériaux aux propriétés uniques, qui n'auraient pu être atteintes par les techniques classiques de micro-alliage. En particulier, les alliages à haute entropie possèdent d'excellentes propriétés mécaniques, typiquement comparables à celles des verres métalliques, mais leur structure cristalline leur confère une meilleure ductilité [1]. Augmenter le nombre de constituants dans ces matériaux tend à améliorer leurs propriétés mécaniques ainsi que leur évolution avec la température. Cependant, ces effets sont encore peu modélisés [2] pour cette classe d'alliages complexes, et une théorie complète permettant de discuter des paramètres matériaux déterminants n'a toujours pas été proposée.

Nous présentons ici une généralisation aux solutions solides multi-composants fortement concentrées du modèle de durcissement précédemment proposé par Leyson et al. [3]. Elle se fonde sur une approche de milieu effectif moyen, permettant de traiter le durcissement dans le même esprit que pour des alliages dilués [3-5]. Nous pouvons ainsi prédire les barrières énergétiques pour le glissement d'une dislocation, la contrainte critique d'écoulement à température nulle ainsi que son évolution avec la température pour une solution concentrée. L'analyse des paramètres clés du modèle permet de conclure que le nombre d'élément d'alliage n'est pas déterminant en lui-même, et que la composition équi-atomique n'est pas nécessairement optimale du point de vue des propriétés mécaniques.

Un travail sur un système modèle ternaire FeNiCr modélisé en potentiel empirique sera présenté. Nous pourrons ainsi confronter résultats du modèle et simulations atomistiques directes effectuées en statique moléculaire à 0K. Finalement, nous discuterons d'un modèle simplifié reposant sur un faible nombre de paramètres directement mesurables en DFT, qui permettrait de calculer les contraintes critiques d'écoulement pour des alliages réels afin de les comparer à des mesures expérimentales.

[1] Y. Zhang, T.T. Zuo, Z. Tang, M.C. Gao, K.A. Dahmen, P.K. Liaw, and Z.P. Lu, Prog. Mat. Sci. 61, 1 (2014).

[2] I. Toda-Caballo and P. E. J. Rivera Diaz del Castillo, Acta Materialia 85, 14-23, (2015)

[3] G. P. M. Leyson, L. G. Hector Jr. and W. A. Curtin , Acta Materialia 60, 3873-3884, (2012)

[4] L. Proville and S. Patinet, Phys. Rev. B 82, 054115, (2010)

[5] J. A. Yasi, L. G. Hector Jr. and D. Trinkle , Acta Materialia 58, 5704-5713, (2010)