高熵合金具有高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和鸡尾酒效应,易形成简单稳定的固溶体相,具备优异的性能如高强度、高硬度、抗高温氧化和耐磨耐蚀性等,使其成为潜力巨大的结构材料,受到广泛关注。本文采用激光沉积制备Al_xTiCrMnCu系轻质高熵合金,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪观察和检测合金的显微组织形貌及晶体结构,使用显微硬度计、摩擦磨损测量仪、电化学工作站分别测试合金的硬度、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。实验结果表明,激光沉积Al_xTiCrMnCu系轻质高熵合金的最优激光工艺参数为:激光功率600W,激光扫描速度250mm/min,离焦量5mm,送粉速率为15g/min。Al_xTiCrMnCu系高熵合金沉积层的组织形貌主要由树枝晶构成。在Al_xTiCrMnCu系高熵合金中,高熵效应使其产生的相数较少。随着Al元素的增加,沉积层相的组成先由HCP1相和FCC相两相共存向单一的HCP1相转变,最后在Al含量为1即等摩尔比时,合金晶体结构转变为单一的HCP2相。TiCrMnCu高熵合金沉积层的显微硬度为630HV。随着Al元素的不断加入,高熵合金的显微硬度不断提升。这主要是由于激光沉积具有急热急冷的特性,有着细晶强化的作用,激光的快速凝固提升了合金中固溶体的固溶极限。其次Al原子的加入使合金的晶格畸变程度加大,增强了固溶强化的效应。随着Al元素的加入,其摩擦系数呈现先减小后增大的趋势,其中Al_0.75TiCrMnCu合金的摩擦系数达到最小,其值为0.46。加入Al元素后合金的磨损机理由剥落磨损和磨粒磨损为主转变为磨粒磨损为主,当Al元素含量为1即等摩尔比时,表现为剥落磨损和氧化磨损共存。其主要原因在于:Al元素的加入促使合金中HCP1和HCP2相的比重加大,密排六方结构滑移系少,使得合金硬度增加对其摩擦系数有一定的影响。在材料的磨粒磨损过程中,材料的表面和近表面由于会受到对磨副的压力作用,同时在滑动过程中又受到对磨副的阻碍,使合金表面发生塑性变形,TiCrMnCu合金中FCC相含量多,具有一定的塑性,在摩擦磨损过程中可吸收的能量较多,材料随反复变形能力大,磨损机理以磨粒磨损为主耐磨性较好。在3.5%的Na Cl溶液中,Al_xTiCrMnCu系高熵合金中的Al、Cr都是耐腐蚀性能较强的合金元素,在电化学腐蚀过程中易在合金表面形成致密的钝化膜如Al₂O₃和Cr₂O₃,保护合金不被Cl离子侵蚀。但是随着Al元素含量的增加,其耐腐性能出现先增强后降低的趋势,Al_0.25TiCrMnCu合金的耐腐蚀性能最优。其主要原因在于:在未添加Al元素时,TiCrMnCu高熵合金富Cu的FCC相和HCP1相形成微电池,发生电偶腐蚀,合金耐腐性能下降。随着Al元素的加入,合金组织的相结构向单一的HCP相转变,微电池效应减弱,耐蚀性变好。随着Al元素继续增加,合金表面形成大量Al₂O₃氧化膜保护材料,但是其致密度和保护性不如Cr₂O₃,合金耐腐蚀性能下降。