激光熔覆CoCrFeNiSix高熵合金涂层的组织及性能

作者：郝文俊; 孙荣禄^*; 牛伟; 谭金花; 李小龙

来源：表面技术, 2021, 50(05): 87-94.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.05.008

• 激光熔覆
• 高熵合金
• Si
• CoCrFeNi
• 宏观形貌
• 微观组织
• 硬度
• 耐磨减摩

目的研究Si含量对CoCrFeNi高熵合金激光熔覆涂层的组织及性能的影响。方法利用激光熔覆技术在45#钢基材上制备CoCrFeNiSix(x=0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0)高熵合金涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试样机,对单道和多道熔覆层的宏观形貌、微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能进行观察和测试。结果高熵合金涂层与基体形成良好的冶金结合,添加适量的Si可以提高熔覆层的表面成形性,随着Si的添加,合金的稀释率先增后减,且润湿角逐渐减小。涂层的微观组织随Si含量的升高由等轴晶变为树枝晶,后又变为等轴晶,晶粒结构尺寸减小,涂层致密度提高。涂层由fcc结构变为bcc结构。涂层的显微硬度随Si含量的增加而增加,在x=2.0时,硬度达到600HV0.5左右,约为基体3倍。磨损方式由粘着磨损变为磨粒磨损,当Si含量最高时,磨损量达到最少,摩擦因数也最低,约为0.49。结论在CoCrFeNi基高熵合金中添加Si可以降低合金的熔点,提高润湿能力;Si还可以增加涂层的形核率,起到细化晶粒的作用;Si作为添加元素还提高了涂层硬度,改善了涂层的耐磨减摩作用。

• 单位
  天津工业大学