科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
本工作利用超音速火焰喷涂技术在45钢表面热喷涂FeCoCrNiAl高熵合金涂层，并采用液固复合的方法制备了铝/钢双金属复合试样，研究了高熵合金涂层对铝/钢双金属界面组织和性能的影响。利用相图计算软件Thermo-Calc计算了Al-Fe-Si体系在600℃和750℃下的等温截面，并采用SEM-EDS、EBSD、EPMA、纳米压痕仪和万能力学试验机对铝/钢双金属界面的微观组织和性能进行分析。结果表明：未喷涂高熵合金涂层和喷涂高熵合金涂层的铝/钢双金属之间均实现了冶金结合，在双金属界面处均未观察到裂纹等缺陷，过渡层平均厚度分别为24.5μm和25.7μm。界面过渡层均由Al5Fe2、τ1-(Al, Si)5Fe3、Al13Fe4、τ5-Al7Fe2Si和τ6-Al9Fe2Si2组成，笔者以此绘制了铝/钢之间的扩散路径。喷涂高熵合金涂层的铝/钢双金属经液固复合后界面处未发现高熵合金层；Co、Cr、Ni元素以固溶的形式存在于双金属基体和过渡层中，并未改变Al5Fe2相在[001]方向上的择优取向。铝/钢双金属界面过渡层的纳米硬度较两侧基体高，过渡层中Al5Fe2相的平均硬度最高；Co、Cr、Ni固溶到过渡层中，对过渡层硬度的影响不大。铝/钢双金属界面剪切强度为8.3 MPa,钢表面喷涂高熵合金后，铝/钢双金属界面剪切强度为12.2 MPa,剪切强度提高了47%。铝/钢双金属剪切断裂均为脆性断裂，断口组织主要为Al5Fe2;热喷涂高熵合金后，试样断口具有更多的撕裂棱，高熵合金涂层各元素在Al5Fe2中的固溶一定程度上提高了Al5Fe2的强度。
- 单位
