[en] The development of lightweight materials for the transportation and aerospace industry is a crucial challenge today. Reducing weight without compromising structural properties and without significantly increasing costs is essential to mitigate fuel consumption and greenhouse gas emissions. While alloys of aluminum, magnesium, titanium, and beryllium, with densities ranging from 1.74 to 4.43 g/cm3, are commonly used, their limited properties and costs have driven the search for new alloys. High entropy alloys (HEAs), complex composition alloys (CCAs), and multiple element alloys (MPEAs) have gained attention due to their unique combination of properties. By exploring the central region of phase diagrams with multiple components, these alloys offer high strength, ductility, superconductivity, catalytic activity, corrosion resistance, and radiation tolerance. A novel subcategory, lightweight high-entropy alloys, incorporates light metallic elements to reduce weight while maintaining exceptional mechanical properties. Leveraging the high-entropy effect, these alloys promote the formation of solid solution phases instead of complex intermetallic phases. This innovative approach opens up new possibilities for developing advanced materials that outperform some established ones, showing great potential. However, these new lightweight high-entropy alloys exhibit high compression strength and hardness but often have little to no ductility. Therefore, this thesis focuses on designing lightweight alloys applying the high-entropy concept to select elements that can form an alloy with a high FCC solid solution, a crystal structure known for its high ductility, to address this issue. Furthermore, a thorough understanding of the physical and mechanical properties of these alloys is sought to evaluate their potential in future applications. To achieve this, chemical compositions have been defined to ensure good compatibility, high solubility, and melting at intermediate temperatures to form a high FCC solid solution. In-depth research into phase transformations in the designed alloy provides profound insights. From this perspective, compression properties were evaluated, and two techniques were applied to optimize and enhance mechanical properties, with a particular focus on achieving ductility. For the first technique, chemical composition was adjusted, and modifying elements like Sr and Sb were used, followed by heat treatments for phase modification, aiming to improve mechanical properties with special attention to ductility. For the second technique, two manufacturing methods, Near Solidus Forming and Directional Solidification, followed by heat treatments, were explored to change the microstructure and improve strength properties and achieve ductility through another approach. The results obtained from these two approaches, both chemical and process-related, have shown good compression strength properties. However, ductility has not been achieved through either of these methods. It is confirmed that the designed alloy is not suitable for applications requiring ductility. Nevertheless, it might find other applications where high hardness, compression strength, or wear resistance are needed.

[eu] Nabarmendu beharrezkoa da, garraketa eta hegazkina industriari zuzendutako materialen garapena erronka garrantzitsua dela egun. Pisua murriztea, egitura propietateak kentzea eta kostuak nabarmen handitzea garrantzitsua da, kutsaduren kontsumoa eta kasu efektu berdearen gasak murrizteko. Aluminio, magnesio, titanio eta berilio aleazioak, 1.74 eta 4.43 g/cm3 arteko densitateekin, ohiko erabiltzen diren, baina propietate mugatuak eta kostuak beren bilaketa bultzatu dute. Entropia handiko aleazioak (HEAs), konposizio konplexuak (CCAs) eta elementu anitzak (MPEAs) atentzioa jaso dute propietate bereziak uztartzen dituztenak. Hainbat konponenteen diagramen eremu erdiko esploratzean, aleazio horiek indar handiko, haustekortasun handiko, superkonduktibitatea, katalizatzaile jarduera, korrosioa eta erradiadura tolentzia eskaintzen dituzte. Kategoria berri bat, entropia handiko aleazio arinak, metal larrizko elementuak hartzen ditu pisua murrizteko eta propietate mekaniko apartak mantentzeko. Entropia handiko efektua aprobetxatuz, aleazio hauen soluzio solidoen faseak sortzeko xedea dute fase intermetaliko konplexuak baino. Ikuspegi berritzaile honek aukera berriak irekitzen ditu material aurreratuak garatzeko, batera ezarritako batzuei gainetik potentzial handia erakusten duena. Hala ere, entropia handiko aleazio arin berri hauek indar handiko konpresioa eta gogortasuna izaten dute, baina ohiz gutxi edo ez dute haustekortasuna. Horregatik, tesi honen ardatza entropia handiko kontzeptua aplikatzen aleazio arinak diseinatzen duten aldean kokatzen da, aluminiozko soluzio solido FCC handia sortzeko elementuak hautatzeko helburuarekin, hauxe izanik arazo hau arakatzeko. Gainera, aleazio horien propietate fisiko eta mekanikoak ondo ulertzeko asmoa dugu, etorkizuneko aplikazioetan duten potentziala aztertzeko. Horretarako, bateragarritasun ona, solubilitate handia eta tenperatura ertainean funtzionatzeko konposizio kimikoak definitu dira, aluminiozko soluzio solido FCC handia sortzeko. Diseinatutako aleazioan fase aldaketak aztertzeko ikerketa sakona egin da. Ikuspegi honetatik, konpresio propietateak aztertu dira eta propietate mekanikoak optimizatzeko eta hobetzeko bi teknika aplikatu dira, hauek bereziki haustekortasuna lortzeko arreta jarraituz. Lehenengo teknika gisa, konposizio kimikoak moldatu dira eta Sr eta Sb bezalako elementu moldatzaileak erabiliz, fase aldaketarako tenperatura tratamenduak erabiliz, mekaniko propietateak hobetzeko, haustekortasunari bereziki arreta jarraituz. Bigarren teknika gisa, fabrikazio metodo bi esploratu dira, Solidifikazio Zuzena (NSF) eta Solidifikazio Zuzena, eta ondoren tenperatura tratamenduak, mikro-egitura aldatzeko helburuarekin, indarraren propietateak hobetzeko eta haustekortasuna beste bide batean eskuratzea. Bi hurbilketa hauetatik lortutako emaitzak, kimiko eta prozesuari begirakoak, konpresio propietate onak erakutsi dituzte. Hala ere, haustekortasuna lortu ez da inongo bidez. Dena den, diseinatutako aleazioa ez da haustekotasun bat eskatzen duten aplikazioetarako egokia dela baieztatu da; hala ere, luzeran, gogortasun handia, konpresioaren erresistentzia edo gastuaren erresistentzia behar duten aplikazioetarako erabilgarria izan daiteke.