激光熔覆FeCoCrNi系高熵合金涂层的 组织及高温摩擦学性能

• 作者: 朱正兴 刘秀波 刘一帆 孟元 周海滨 张世宏
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 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
• 年，卷（期）: 2023,（3）
• 页码范围: 78-88
• 页数: 11页
• 语种: 中文

摘要

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。