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稀有金属2024年第08期:冷喷涂辅助激光重熔合成AlCo_xCrFeNiCu高熵合金涂层组织与性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:冯力;马凯;王贵平;杨伟杰;安国升;李文生;

单位:兰州理工大学材料科学与工程学院;兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;

摘要:利用冷喷涂辅助激光重熔合成的方法在45#钢基体表面成功制备出不同Co含量的AlCo_xCrFeNiCu (x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0)高熵合金涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机等设备检测分析了Co含量的变化对合金涂层相结构、显微组织、硬度、耐磨性的影响。结果表明,AlCo_xCrFeNiCu高熵合金涂层是由简单的体心立方(bcc)和面心立方(fcc)双相构成,当x=1.0时涂层中晶格应变最大,而随着Co含量的增加,AlCo_xCrFeNiCu高熵合金的等轴树枝晶从少变多并逐渐细化,柱状树枝晶的间距先增大后减小。枝晶内富集Fe, Cr, Co和Ni元素,枝晶间富集Cu元素,Al元素比较均匀的分布在整个涂层中。随着Co元素含量增加,AlCo_xCrFeNiCu高熵合金涂层的硬度先增大后减小,当x=1.0时涂层的硬度达到最大值(HV 610.9);干摩擦条件下,随着Co元素含量增加,AlCo_xCrFeNiCu高熵合金摩擦系数先减小后增大,合金的磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。当x=1.0时,即AlCo_(1.0)CrFeNiCu高熵合金摩擦系数为0.346,磨损率为3.62×10~(-5) mm~3·(N·m)~(-1)。

关键词:冷喷涂;;激光重熔;;高熵合金涂层;;耐磨性

基金资助:国家重点研发计划项目(2016YFE0111400);; 国家自然科学基金项目(52075234);; 中国博士后科学基金项目(2018-63-200618-34);; 甘肃省青年博士基金项目(2021QB-043)资助