【摘 要】
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为了满足航空航天和海洋高端装备中零部件耐磨损、耐腐蚀的苛刻需求,发挥高熵合金耐腐蚀性能优异的优点,本文采用微束等离子熔覆技术,在Q235结构钢板上制备了TiC强化的Al Co Cr Fe Ni2.1高熵合金熔覆层,研究了TiC硬质陶瓷颗粒和热处理对Al Co Cr Fe Ni2.1高熵合金熔覆层的显微组织和化学成分的影响,探究了其耐磨损性能和耐腐蚀性的变化规律。研究结果表明:微束等离子熔覆技术制备
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为了满足航空航天和海洋高端装备中零部件耐磨损、耐腐蚀的苛刻需求,发挥高熵合金耐腐蚀性能优异的优点,本文采用微束等离子熔覆技术,在Q235结构钢板上制备了TiC强化的Al Co Cr Fe Ni2.1高熵合金熔覆层,研究了TiC硬质陶瓷颗粒和热处理对Al Co Cr Fe Ni2.1高熵合金熔覆层的显微组织和化学成分的影响,探究了其耐磨损性能和耐腐蚀性的变化规律。研究结果表明:微束等离子熔覆技术制备的TiC-Al Co Cr Fe Ni2.1高熵合金熔覆层中TiC分解率较低,在TiC选定的5%至15%的范围内其最低分解率为0.8%（TiC的质量分数为10%时）。熔覆层的显微组织由较硬的B2相、较软的FCC相和TiC硬质相组成,TiC硬质相在基体中呈规则的多边形状,以第二相强化和弥散强化增强熔覆层的强度。同时,TiC硬质相的加入显著增强了熔覆层的显微硬度和耐磨损性能,当TiC硬质相的质量分数为15%时,熔覆层的硬度为610.9HV0.2,是不添加TiC时高熵合金熔覆层硬度的2.1倍,其耐磨性也最优。高熵合金熔覆层的主要磨损机制为粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。随着TiC硬质相添加量的增加,熔覆层的耐腐蚀性也变得越来越好。将含有TiC硬质相质量分数为15%的高熵合金熔覆层分别在600℃、700℃、800℃和900℃进行4h的热处理,随着热处理温度的升高,熔覆层的显微硬度先下降后升高,热处理温度为600℃-800℃时,熔覆层的硬度略低于未经过热处理的熔覆层的硬度。经900℃热处理后的熔覆层的硬度为814.1HV0.2,是未经热处理熔覆层的1.33倍,其耐磨性也得到了进一步的提升。在600℃-800℃热处理时,TiC相出现明显的聚集现象,尺寸增加,呈花瓣状,在900℃热处理后,TiC硬质相在层状共晶组织的相界面处以原位自生的方式析出,大大提高了熔覆层的硬度和耐磨性,但熔覆层的耐腐蚀性能略有降低。
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