電火花數(shù)控化沉積FeCoNiCuCrx高熵合金涂層的微觀結(jié)構(gòu)及耐蝕性研究.pdf

1、多元高熵合金(HEA)概念一經(jīng)提出便被廣泛使用。高熵合金是指主要元素種類(lèi)≥5種、且其中每一種主要元素的原子百分比在5％~35%之間，但是卻沒(méi)有一種元素的原子百分含量超過(guò)50%而成為唯一的主要元素的合金。高熵合金具有一系列傳統(tǒng)合金無(wú)法比擬的優(yōu)異性能，如高硬度、高強(qiáng)度、抗磨損、耐腐蝕、抗高溫氧化和獨(dú)特的磁學(xué)性能等，因此多元高熵合金具有廣闊的應(yīng)用前景，可成為新一代大量開(kāi)發(fā)應(yīng)用的高技術(shù)材料。
　　本文采用真空非自耗電弧爐熔煉、銅模水冷制備

2、 FeCoNiCuCrx(x=0,0.21,1.0,2.15,3)高熵合金，利用 XRD、SEM、EDS等研究了鑄態(tài)高熵合金的相結(jié)構(gòu)及顯微組織，發(fā)現(xiàn)隨著Cr含量增加，鑄態(tài)高熵合金的相結(jié)構(gòu)由單一的FCC結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)锽CC+FCC結(jié)構(gòu)，組織形態(tài)是典型的樹(shù)枝晶，Cu元素在枝間大量富集，其他元素在晶枝內(nèi)的分布比較均勻。
　　借助自行搭建的電火花-計(jì)算機(jī)沉積系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)控化沉積方法，采用參數(shù)化等間距點(diǎn)焊式沉積策略，在45鋼表面制備出1、3和5

3、層的FeCoNiCuCrx(x=0,0.21,1.0,2.15,3)高熵合金涂層，利用 XRD、SEM、EDS等研究了高熵合金涂層的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)涂層的致密性較好，沉積1層的涂層厚度約為10μm，沉積3層的涂層厚度約為17μm，沉積5層的涂層厚度大致為25μm。沉積1層的涂層具有FCC+BCC結(jié)構(gòu)，隨著沉積層數(shù)的增加，涂層逐漸過(guò)渡到 FCC結(jié)構(gòu)。涂層表面的自然形貌為濺射狀花紋，涂層的截面呈現(xiàn)出柱狀樹(shù)枝晶組織。EDS分析發(fā)現(xiàn)涂層中Fe元素

4、含量高于實(shí)際配置量，這是沉積過(guò)程中基底材料45鋼表面熔化所致。
　　在3.5 wt.%NaCl溶液中的耐蝕性研究表明，對(duì)FeCoNiCuCrx(x=0,0.21,1.0,2.15,3)鑄態(tài)高熵合金和采用數(shù)控化沉積制備有 FeCoNiCuCrx(x=0,0.21,1.0,2.15,3)高熵合金涂層的45鋼試樣而言，隨著Cr含量增加，Cu含量降低，其耐蝕性逐漸提高，且其耐蝕性都優(yōu)于45鋼，這是由于鑄態(tài)高熵合金和涂層試樣表面形成較多的C