Al和Cu共添加对FeCoNiAlCu高熵合金微观组织与腐蚀行为的影响

TG174%TB31; 在高熵合金中添加适量的Al,Cu原子可以显著提升合金的力学性能,但是关于Al,Cu原子对高熵合金耐腐蚀性能的研究报道较少.为揭示Al,Cu原子对高熵合金腐蚀行为的影响规律,本工作以具有优异力学性能的FeCoNi基中熵合金为研究对象,通过高熵合金成分设计经验公式设计了FCC单相Fe25Co25Ni25Al10Cu15(Al10Cu15)合金以及BCC+FCC双相 Fe25Co25Ni25Al15Cu10(Al15Cu10)和 Fe25Co25Ni25Al20Cu5(Al20Cu5)合金.XRD 物相分析表明,随着 Al 含量的增加,FCC相占比逐渐降低,BCC占比逐渐提高...

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Published in材料工程 Vol. 53; no. 2; pp. 28 - 38
Main Authors 李旭, 袁嘉驰, 张志彬, 鲁凯举, 蒋斌, 梁秀兵
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 军事科学院国防科技创新研究院,北京 100071 20.02.2025
重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044%军事科学院国防科技创新研究院,北京 100071%重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044
Subjects
动电位极化
high-entropy alloy
microstructure
微观组织
电偶腐蚀
电化学阻抗
corrosion behavior
potentiodynamic polarization
electro-chemical impedance
galvanic corrosion
高熵合金
腐蚀行为
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ISSN1001-4381
DOI10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000301

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Summary:TG174%TB31; 在高熵合金中添加适量的Al,Cu原子可以显著提升合金的力学性能,但是关于Al,Cu原子对高熵合金耐腐蚀性能的研究报道较少.为揭示Al,Cu原子对高熵合金腐蚀行为的影响规律,本工作以具有优异力学性能的FeCoNi基中熵合金为研究对象,通过高熵合金成分设计经验公式设计了FCC单相Fe25Co25Ni25Al10Cu15(Al10Cu15)合金以及BCC+FCC双相 Fe25Co25Ni25Al15Cu10(Al15Cu10)和 Fe25Co25Ni25Al20Cu5(Al20Cu5)合金.XRD 物相分析表明,随着 Al 含量的增加,FCC相占比逐渐降低,BCC占比逐渐提高,与理论计算结果一致.SEM微观组织和EDS分析表明,增加Al的添加量,减少Cu的添加量,晶粒的形貌由树枝晶(Al10Cu15,Al15Cu10)转变为等轴晶(Al20Cu5),枝晶间相的成分也会发生显著变化.Al10Cu15枝晶间的组织为富Cu的FCC相,Al15Cu10枝晶间的组织为富Al,Ni,Cu的BCC相,Al20Cu5晶界的组织为富Fe,Co的FCC相.动电位极化(potentiodynamic polarization,PDP)实验表明,Al含量较高的合金为两相结构,在长周期浸泡过程中容易发生电偶腐蚀,钝化膜的完整性易遭到破坏,导致合金的耐腐蚀性较差.电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)测试表明,随着浸泡时间的延长,Al添加量较高的合金反应电阻会出现显著的下降,与PDP分析结果一致.室温静态浸泡实验表明,与Al10Cu15合金相比,Al15Cu10与Al20Cu5合金在长时间的浸泡下,更容易发生电偶腐蚀.由此可得,过量添加Al原子诱发的第二相,会显著恶化材料的耐腐蚀性能.保证合金组织成分的均匀性,是提升材料耐腐蚀性能的有效手段.
ISSN:1001-4381
DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000301