【摘 要】
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FeCoCrNiMn系高熵合金具有高耐磨性、优异的力学性能和腐蚀性能等特性,在此基础上加入原子半径较大的Al元素,通过改变Al元素的含量可以改变合金的相结构和各种性能。本文采用等离子喷涂技术制备了FeCoCrNiMnAlx高熵合金涂层,表征了涂层的微观结构,研究了涂层在酸、碱、中性溶液中的腐蚀机理,分析了涂层的力学性能。（1）采用正交试验法优化粉末制备工艺,成功制备出FCC相和BCC相结构的FeC
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FeCoCrNiMn系高熵合金具有高耐磨性、优异的力学性能和腐蚀性能等特性,在此基础上加入原子半径较大的Al元素,通过改变Al元素的含量可以改变合金的相结构和各种性能。本文采用等离子喷涂技术制备了FeCoCrNiMnAlx高熵合金涂层,表征了涂层的微观结构,研究了涂层在酸、碱、中性溶液中的腐蚀机理,分析了涂层的力学性能。（1）采用正交试验法优化粉末制备工艺,成功制备出FCC相和BCC相结构的FeCoCrNiMnAl0.5粉末和FeCoCrNiMnAl1.0粉末,通过等离子喷涂制备出的FeCoCrNiMnAl0.5涂层由FCC相和Al2O3组成,FeCoCrNiMnAl1.0涂层由FCC相、BCC相和Al2O3组成,FeCoCrNiMnAl1.0涂层中存在（BCC+γ-Al2O3）和（FCC+γ-Al2O3）共晶组织。（2）在3.5 wt.%的NaCl溶液中,FeCoCrNiMnAl0.5涂层的耐腐蚀性能优于FeCoCrNiMnAl1.0涂层和316L不锈钢。两种涂层的腐蚀反应速率随着腐蚀产物膜层的形成而降低,腐蚀产物主要为Fe OOH和Fe3O4的混合物。FeCoCrNiMnAl0.5涂层腐蚀类型为吸氧腐蚀,而双相结构的FeCoCrNiMnAl1.0涂层除吸氧腐蚀外还存在微电偶腐蚀。在1 mol/L H2SO4溶液中两种FeCoCrNiMnAlx涂层在极化曲线中均显示出钝化的特征,但并没形成稳定连续的钝化膜。其中FeCoCrNiMnAl0.5涂层表现出更优异的耐腐蚀性,两种涂层的腐蚀类型均为析氢腐蚀。在1 mol/L Na OH溶液中,FeCoCrNiMnAl0.5涂层和FeCoCrNiMnAl1.0涂层均发生了明显的钝化现象,由于FeCoCrNiMnAl1.0涂层中存在微电偶,使钝化膜的生长速度快于FeCoCrNiMnAl0.5涂层,两种涂层的钝化膜的成分为Cr2O3和Fe3O4的混合物,FeCoCrNiMnAl0.5涂层的耐腐蚀性更佳。（3）随着Al元素的含量由0.5提高至1.0,涂层的平均显微硬度由500.32 HV0.2提高至614.77 HV0.2,电子功函数由207.8 m V提高至290.9 m V,弹性模量由116 GPa提高至121.3 GPa。两种涂层均存在压痕尺寸效应。FeCoCrNiMnAl1.0涂层的耐磨性优于FeCoCrNiMnAl0.5涂层,两种涂层的磨损机理均为磨粒磨损和疲劳磨损。
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