论文部分内容阅读
高熵合金是一种新型合金,由五种或五种以上主要元素组成,各种组元所占的原子百分数通常在5 at.%到35 at.%之间。由于其独特的化学组成、显微组织以及优异的综合性能,高熵合金越来越受到人们的关注。本文采用激光熔覆的方法在45#钢表面制备FeCoCrNi-Mx(M=V、Mo、Ti、B;x=0,0.5,1)高熵合金涂层,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、维氏硬度计,M2000摩擦磨损试验机-等分析检测设备对高熵合金涂层的组织和性能进行研究。研究结果表明,FeCoCrNi-Mx(M=V、Mo、Ti、B;x=0,0.5,1)高熵合金涂层由体心立方(BCC)和面心立方(FCC)结构固溶体组成。V、Ti元素的加入可以促进BCC相的形成,Mo、B元素可以促进FCC结构的形成。另外,FeCoCrNiMo合金涂层出现了σ相。FeCoCrNi-Mx高熵合金涂层的显微组织主要由柱状晶和等轴晶组成。V、Mo、Ti、B元素的加入,涂层的显微组织均得到了细化。FeCoCrNi-Mx高熵合金涂层的显微硬度由于固溶强化的作用而得到了很大的提高。从涂层表面到基材,热影响区显微硬度最高,其次是熔覆层,二者显微硬度均高于基材。随着V、Mo、Ti、B等元素含量的增加,涂层的显微硬度逐渐增加。FeCoCrNi Mo涂层中由于Mo元素的加入,涂层中生成σ相,这是一种金属间化合物相,大幅度提高了涂层硬度,最高可达610.55 HV。FeCoCrNi-Mx高熵合金涂层均表现出良好的耐摩擦磨损性能。随着V、B元素含量的增加,耐磨性逐渐提高,涂层的磨损类型是以显微切削机制为主的磨粒磨损。Mo、Ti元素的加入也使得涂层的耐磨性能得以提高,随着Mo、Ti元素含量的增加,涂层的主要磨损机制从显微切削转变为疲劳剥落。