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CoCrFeNiTi x 高熵合金涂層的顯微組織和耐磨性能

1167   編輯:中冶有色網   來源:田志剛,李新梅,秦忠,王曉輝,劉偉斌,黃永  
2024-04-16 16:57:26
高熵合金是一類新型材料,至少含有五種主要元素,其原子分數為5%~35%[1~3] 與傳統的合金材料相比,高熵合金較高的混合熵使其吉布斯自由能降低,抑制金屬化合物相的生成而促進了固溶體的生成[4,5] 高熵合金大大簡化了復雜的微觀組織和結構,使其具有四大效應[6,7] 這些因素使高熵合金具有良好的低溫性能、耐蝕耐磨性能、耐高溫、抗輻照和磁性等[8~12],可用于制造硬質刀具、航空航天發動機等[13] 對高熵合金已有的研究,大都集中于其微觀結構和性能 高熵合金作為涂層材料應用,近來成為研究的熱點 用表面涂層技術制備材料,可提高其耐久性和裝飾性 用激光熔覆制備材料,高能激光照射使粉末在基材表面迅速熔化并凝固,在基材表面形成細粒和堅韌的涂層[14] 激光熔覆有以下優點:(1)可與基材結合良好、熔覆材料范圍廣、凝固速度快、稀釋小 (2)由于溫度梯度較大,可形成細小均勻的微結構 (3)環保、簡單、靈活和節省材料 同時,激光熔覆的快速凝固導致非平衡凝固,可避免成分偏析并提高涂層的溶解性[15~17] Co、Cr、Fe、Ni的熔點較低、原子半徑相近,容易形成固溶體相 CoCrFeNi合金的物相為典型的單一FCC結構,比較穩定[18],具有良好的低溫延展性能 但是,這種合金的硬度低、耐磨性差 加入Mo、Ti、Nb、W、Si等元素,可提高高熵合金的特殊性能 Zhang[19]等用激光熔覆技術在304不銹鋼基體上制備了CoCrFeNiTi高熵合金涂層,其物相結構由具有SC晶格的富Cr相和CoTi2型Laves相組成 涂層的微觀組織為共晶組織,形狀分別為長條狀和層狀,平均硬度為568HV0.2,約為基體的2.5倍 Soni[20]等研究了加入Mo對鑄態FeCoNiCuMo x (x=0.2、0.4、0.6、0.8、1)高熵合金體系相演變和力學性能的影響,發現Mo含量低于0.8的合金主要由FCC1組成,Mo含量為0.8、1時出現FCC2相 同時,合金的抗壓強度和硬度均隨著Mo含量的提高而提高 Huang[21]等用真空電弧熔煉技術研究了FeCoCrNiSix高熵合金的相變和力學性能 結果表明,Si元素能促進BCC相的形成,隨著Si元素的加入合金的顯微硬度從89.52 HV提高到653.71 HV,磨痕深度從22.139 μm降低到5.292 μm x=1的合金,具有最高的顯微硬度和最
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