激光熔覆CoCrFeNiSix高熵合金涂层组织及耐蚀性能研究

作者：郝文俊; 孙荣禄^*; 牛伟; 李小龙; 谷米; 左润燕

来源：表面技术, 2021, 50(08): 343-381.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.08.033

• 激光熔覆
• 高熵合金
• Si
• CoCrFeNi
• 物相分析
• 显微组织
• 耐蚀性能

目的研究Si含量对CoCrFeNi系高熵合金涂层组织、物相、显微硬度及耐蚀性能的影响。方法通过激光熔覆技术在45钢基材上制备CoCrFeNiSix(x为物质的量之比,x=0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0)高熵合金涂层,使用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪、电化学工作站对涂层的显微组织、物相组成、显微硬度、耐蚀性能、腐蚀形貌进行分析研究。结果 CoCrFeNi高熵合金涂层为单一的fcc相,之后随着Si含量的提升,涂层向bcc相转变,当x=2.0时,全部转化为bcc相。涂层的微观组织以等轴晶与枝晶为主,当Si含量较少时,Si元素主要在晶界中偏析,随着Si含量的增加,过多的Si会固溶到晶粒内部。涂层的平均显微硬度随着Si含量的升高而增加,CoCrFeNiSi2.0可达到566.5HV0.5。在3.5%NaCl溶液中,涂层的腐蚀电位随Si含量的增加而变大,CoCrFeNiSi2.0较CoCrFeNiSi0.0的腐蚀电位正移约160 mV,腐蚀电流密度从1.17×10–6 A/cm2减小到6.06×10–7 A/cm2,耐蚀性提高。当Si含量较低时,涂层表面出现连续大面积腐蚀痕迹,随着Si含量的增加,表面腐蚀以点蚀为主。结论在CoCrFeNi系高熵合金涂层中添加Si元素,可以促进bcc相的生成,提高涂层的显微硬度,同时可以有效抑制合金涂层的腐蚀倾向,以及减缓合金涂层的腐蚀速率,提高耐蚀性能。

• 单位
  天津工业大学