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高熵合金存在四种核心效应(高熵效应,晶格畸变,扩散缓慢,“鸡尾酒”效应),使其相对于传统合金展现出更高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀等。高熵合金的传统制备方式以真空熔炼为主,采用此技术制备的样品形状较为简单,易出现晶粒粗大、元素偏析等问题,需通过后处理工艺手段调控材料的组织与性能,很难直接满足复杂结构的工业零部件需求。近年来,选区激光熔化(SLM)作为一种新型制造技术,可快速并直接成型复杂结构的工业零部件,成为最具开发与应用潜力的工业构件成型方法之一。SLM成型样品的晶粒细小,具有晶粒各向异性的微观组织结构,具有较高的强度硬度;但存在无法避免的孔隙、裂纹等缺陷。本实验以Al0.3CoCrFeNi高熵合金为研究对象,研究Al0.3CoCrFeNi高熵合金的工艺窗口及其最优成型工艺参数,为SLM成形复杂高熵合金零件奠定理论和技术基础,分析传统的真空悬浮熔炼(VLM)和先进的选区激光熔化(SLM)对Al0.3CoCrFeNi高熵合金微观组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响,主要结论如下:(1)在固定铺粉层厚35μm条件下,通过研究激光功率、扫描速度、扫描间距对单层成型样品的形貌、缺陷及粗糙度的影响规律,得到优化的工艺参数范围:激光功率180 w-300 w,扫描速度200 mm/s-400 mm/s,扫描间距为60μm-120μm;再通过单因素实验和正交实验成型块体样品,对样品的致密度进行统计和分析,得出最优化的工艺参数为激光功率180 w,扫描速度300 mm/s,扫描间距为120μm,所得样品的致密度最高可达98.31%。通过工业CT对最优化的工艺参数所得样品的内部缺陷进行扫描,证实仍存在微观孔隙。(2)在微观组织上,VLM所得铸态样品的晶粒为等轴粗晶,平均晶粒尺寸为141μm;铸态样品经形变及热处理后,得到时效态样品晶粒呈粗细结合的混晶状态(粗晶和细晶),平均晶粒尺寸5.43μm,并出现大量弥散分布的第二相粒子;打印态样品不同方向上的微观组织存在各向异性:X-Y面的微观组织由大的等轴晶区构成,平均晶粒尺寸为7.42μm,等轴晶内部的亚结构为胞状亚晶;X-Z面样品的晶粒形态为细小的胞状晶和细长的柱状晶结构,平均晶粒尺寸为14.89μm,柱状晶的生长方向与晶界垂直。(3)在力学性能上,铸态样品的平均硬度值为197.28 HV,屈服强度为264.47MPa,抗拉强度为566.92 MPa,延伸率为63.3%,样品的断口机制以韧窝断裂为主,解理断裂为辅。在细晶强化和析出相强化的共同作用下,时效态样品的平均硬度值达到226.54 HV,屈服强度上升176.99 MPa,抗拉强度上升227.48 MPa,延伸率下降18.6%,样品的断口机制为典型的韧窝断裂。打印态样品的平均硬度值为230.44 HV,屈服强度为511.04 MPa,抗拉强度为604.5 MPa,但延伸率仅为14.0%;打印态样品的高硬度和屈服强度归因于SLM成型样品特有的高位错密度和细小的晶粒尺寸,低延伸率是打印态样品中无法避免的孔隙对其塑性造成的影响。(4)在摩擦磨损性能上,选择GCr15钢、Al2O3和Si C作为摩擦副与铸态、时效态、打印态三种样品进行摩擦磨损实验,发现不同摩擦副下三种样品的耐磨性趋势相同;铸态样品的耐磨损性能最好,其磨损机制分别为磨粒磨损和粘着磨损(与GCr15钢对磨)、粘着磨损(与Al2O3对磨)、疲劳磨损和氧化磨损(与Si C对磨);时效态态样品的耐磨损性略低,磨损机制分别为粘着磨损(与GCr15钢对磨)、磨粒磨损(与Al2O3对磨)、磨粒磨损、氧化磨损和疲劳磨损(与Si C对磨);打印态样品耐磨损性能最低,磨损机制分别为以犁沟磨损为主的磨粒磨损(与GCr15钢对磨)、粘着磨损和磨粒磨损(与Al2O3对磨)、氧化磨损和磨粒磨损(与Si C对磨)。在摩擦运动中,时效态样品内弥散分布的第二相粒子会增大磨球与样品接触面的局部接触应力,使样品优先发生破坏,产生较高的磨损率;打印态样品内部存在的孔隙问题严重降低了合金的塑性变形能力,使其更容易产生破碎损伤,磨损率最高。