论文部分内容阅读
高熵合金(HEAs)或者多主元合金(MPEAs)的概念自从被提出以来便引起了人们的广泛关注。许多科研工作者经过大量的研究,发现高熵合金具有非常优异的性能,例如高强度高硬度、良好的耐磨性、耐蚀性、优秀的抗氧化性能以及独特的磁学性能。通过适当调整成分组成可以获得性能更为均衡优异的合金。本文使用非自耗真空电弧炉,制备不同V含量的Al0.5Cr0.9FeNi2.5VX以及AlCoCrFeNiVX块体高熵合金。使用X射线衍射分析、扫描电镜以及能谱仪来研究V含量对于合金组织与相结构的影响。使用维氏硬度计、万能试验机来探究V元素对其性能的影响,并综合比较两种成分合金的组织性能差异。结果表明:非等摩尔成分Al0.5Cr0.9FeNi2.5VX块体高熵合金为单相FCC结构,而等摩尔成分AlCoCrFeNiVX的块体高熵合金为单相BCC结构。两种合金均产生不同程度的晶格畸变,合金组织明显细化,组织中均出现了均匀分布的条状CrV相,这显著提高了合金性能。非等摩尔成分的合金强度较低,但与之相对的是塑性较好,实验表明磨损机制为粘着磨损。等摩尔成分强度较高,但塑性较差,其磨损机制主要为磨料磨损以及氧化磨损。由于AlCoCrFeNiVX块体高熵合金硬度强度更高,耐磨性更好,因此使用等离子喷涂以及激光重熔的方法制备出同等成分高熵合金涂层。发现合金初始为FCC结构,逐渐转变为BCC结构。合金组织由树枝晶转变为等轴晶,并且出现了针状的CrV相。随着V含量的提高,合金的硬度逐渐提高,当其含量为1.0时涂层硬度达到了627.43HV。合金涂层磨损失重逐渐减小,不添加V元素时磨损失重为0.0258g,当V含量增加到1.0时,磨损失重为0.0109g,磨损机制主要为磨料磨损,另外带有轻微的氧化磨损。