论文部分内容阅读
多主元高熵合金是5种及以上主元，且每种主元原子分数在5%-35%之间的新型合金。高熵合金具有许多优良的性能，高硬度，良好的耐磨性，耐高温和抗氧化性能最为突出，尚未获得广泛的应用，仍处于研究阶段。本试验采用激光表面高熵合金化法，在Ni201表面成功的制备FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuVx/Ni（x=0，0.2，0.5，0.8，1.0）系激光高熵合金化层。采用X-射线衍射仪（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、摩擦磨损试验机等对试样进行微观组织、成分结构、高温抗氧化性及摩擦磨损性能进行了分析与测试。结果表明：FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuVx/Ni系激光高熵合金化层的相组成均为简单固溶体，其中FeCoCrAlCu/Ni及FeCoCrAlCuV0.2/Ni高熵合金的相组成为单一的FCC结构；FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuVx/Ni（x=0.5，0.8，1.0）系激光高熵合金化层的相组成均为FCC+BCC混合结构。随着V含量的增加，FeCoCrAlCuVx/Ni系激光高熵合金化层的晶格常数增大，晶格畸变增加。FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuVx/Ni系激光高熵合金化层主要由枝晶，柱状晶和等轴晶组成。FeCoCrAlCuVx/Ni激光高熵合金化层中出现了Al的成分偏析，Al主要富集于枝晶内，主元Co、Cr、V、Fe、Cu、Ni均匀分布于涂层中。FeCoCrAl/Ni最高硬度可达698HV，FeCoCrAlCuVx/Ni系激光高熵合金化层的硬度在335-668HV之间。随V含量的增加，硬度逐渐增加，其中FeCoCrAlCuV/Ni激光高熵合金化层的硬度达到最高，达到668HV，约为基材的6倍。FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuV/Ni激光高熵合金化层在900℃条件下具有良好的高温抗氧化性。FeCoCrAl/Ni激光高熵合金化层的氧化物主要由Cr2O3及Al2O3组成，FeCoCrAlCuV/Ni激光高熵合金化层的氧化物主要由外氧化层的Cr2O3及Al2O3和内氧化层的CuO组成。基材及三种激光高熵合金化层耐磨性由低到高顺序：Ni201<FeCoCrAlCu/Ni<FeCoCrAl/Ni<FeCoCrAlCuV/Ni。其中FeCoCrAlCuV/Ni激光高熵合金化层具有良好的耐磨性，约为基材Ni201的4.57倍。