激光熔覆FeCoCrNi系高熵合金涂层的组织及高温摩擦学性能

TG146; 高熵合金涂层在提高不锈钢基材的耐磨性方面具有巨大的潜力.为探究Cu/Si两种元素掺杂对FeCoCrNi高熵合金涂层组织及高温摩擦学性能的影响,采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备出FeCoCrNiCux和FeCoCrNiSix系列高熵合金涂层.采用XRD,SEM,EDS等手段表征了涂层的微观组织及物相分布,通过高温摩擦磨损试验机测试了涂层的高温摩擦学性能.结果表明:在合适的激光熔覆工艺参数下,FeCoCrNiCux和FeCoCrNiSix高熵合金涂层均形成了单一的FCC型固溶体,与基体呈良好的冶金结合;Cu元素的加入降低了FeCoCrNi涂层表面硬度,但由于涂层热导率提高,界面...

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Published in材料工程 Vol. 51; no. 3; pp. 78 - 88
Main Authors 朱正兴, 刘秀波, 刘一帆, 孟元, 周海滨, 张世宏
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中南林业科技大学 材料表界面科学与技术湖南省重点实验室,长沙 410004%安徽工业大学 先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室,安徽 马鞍山 243002 01.03.2023
Subjects
激光熔覆
FeCoCrNi系高熵合金涂层
Cu/Si掺杂
组织
高温摩擦学性能
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ISSN1001-4381
DOI10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000620

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Summary:TG146; 高熵合金涂层在提高不锈钢基材的耐磨性方面具有巨大的潜力.为探究Cu/Si两种元素掺杂对FeCoCrNi高熵合金涂层组织及高温摩擦学性能的影响,采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备出FeCoCrNiCux和FeCoCrNiSix系列高熵合金涂层.采用XRD,SEM,EDS等手段表征了涂层的微观组织及物相分布,通过高温摩擦磨损试验机测试了涂层的高温摩擦学性能.结果表明:在合适的激光熔覆工艺参数下,FeCoCrNiCux和FeCoCrNiSix高熵合金涂层均形成了单一的FCC型固溶体,与基体呈良好的冶金结合;Cu元素的加入降低了FeCoCrNi涂层表面硬度,但由于涂层热导率提高,界面结合情况改善;Si元素的加入促进了晶粒细化,提高了涂层表面硬度;在600℃下,Cu/Si元素的加入对涂层的摩擦学性能均有明显改善,其中FeCoCrNiCu及FeCoCrNiSi涂层的摩擦因数分别为0.24和0.19,磨损率分别为1.58×10-4 mm3·N-1·m-1和6.77×10-5 mm3·N-1·m-1,相比于FeCoCrNi涂层分别降低了56.1％和81.9％.FeCoCrNiCu涂层主要磨损机制为氧化磨损、疲劳磨损及轻微磨粒磨损,而FeCoCrNiSi涂层为氧化磨损.
ISSN:1001-4381
DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000620