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(shù)為5%~35%[1~3]
與傳統(tǒng)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(fù)雜的微觀組織和結(jié)構(gòu),使其具有四大效應(yīng)[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(zhì)刀具、航空航天發(fā)動機等[13]
對高熵合金已有的研究,大都集中于其微觀結(jié)構(gòu)和性能
高熵合金作為涂層材料應(yīng)用,近來成為研究的熱點
用表面涂層技術(shù)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(yōu)點:(1)可與基材結(jié)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(jié)構(gòu)
(3)環(huán)保、簡單、靈活和節(jié)省材料
同時,激光熔覆的快速凝固導(dǎo)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(jié)構(gòu),比較穩(wěn)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(shù)在304不銹鋼基體上制備了CoCrFeNiTi高熵合金涂層,其物相結(jié)構(gòu)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(tài)FeCoNiCuMo x (x=0.2、0.4、0.6、0.8、1)高熵合金體系相演變和力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(shù)研究了FeCoCrNiSix高熵合金的相變和力學(xué)性能
結(jié)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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“CoCrFeNiTi x 高熵合金涂層的顯微組織和耐磨性能” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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