High entropy alloys (HEAs) are a new class of solid solution alloys that contain multiple principal elements and possess excellent mechanical properties, from corrosion resistance to fatigue and wear resistance. Even more recently, twinning induced plasticity (TWIP) and transformation induced plasticity (TRIP) non-equiatomic high entropy alloys have been engineered, promising increased strength and ductility as compared to their equiatomic counterparts. However, impact and fracture resistance of these HEAs has not been studied as much as their other mechanical properties. In this thesis, the hardness, tensile properties, and Charpy impact energy of Al0.3CoCrFeNi, a TWIP HEA, and 50Fe-30Mn-10Co-10Cr (at.%), a TRIP HEA, was explored. First, three processing conditions, (1) as-received, (2) recrystallized, and (3) peak hardness, were chosen for each alloy and verified with Vickers microhardness measurements. Next, the tensile properties of each alloy and condition were investigated. Charpy impact specimen size was then selected based on the final plate thickness, and the machined samples were tested. Plastic zone size and change in sample thickness in the deformed region of each condition after testing was measured. Post-impact test inspection of the samples in all conditions showed that the samples were in tension near the V-notch root and in compression at the impact surface. Plastic zone size is seen to change as a function of distance from the V-notch root moving towards the impact surface in conditions that exhibited higher ductility. Overall, the TWIP alloy displayed high fracture resistance, and further microstructural optimization will likely increase the fracture resistance of these alloys.

Ziel der Arbeit ist es, die Eignung pulvermetallurgischer Verfahren für die spätere industrielle Nutzung, die Werkstoffeigenschaften sowie das Sinterverhalten für High-Entropy Alloys (HEAs) zu evaluieren. Aufgrund des einphasigen Gefüges ist CoCrFeMnNi eine geeignete Modelllegierung, um die grundlegenden Eigenschaften von HEAs zu analysieren und wird im Rahmen dieser Dissertation exemplarisch für die High-Entropy Alloys verwendet. Verdüstes CoCrFeMnNi-Pulver wird mit drucklosem Sintern und Spark Plasma Sintern unter Verwendung von geeigneten Prozessparametern kompaktiert. Ausgewählte mechanische und physikalische Eigenschaften von CoCrFeMnNi werden bestimmt und im Vergleich mit konventionellen Legierungen bewertet. Die festigkeitssteigernden Mechanismen Kornfeinung und Ausscheidungshärtung werden diskutiert. Durch die Zugabe von Titan zu dem inertgasverdüsten HEA-Pulver wird dafür eine aushärtbare Legierung hergestellt. Zum besseren Verständnis der beim Sintern in HEAs ablaufenden Diffusionsvorgänge wird ein Modell zum Ausheilen isolierter Poren anhand eines vereinfachten Systems für einen binären Mischkristall entwickelt und diskutiert. Des Weiteren wird die Aktivierungsenergie beim Sintern anhand von Schwindungsversuchen berechnet und anschließend mit konventionellen Legierungen verglichen.