CeO2掺杂对CoCrCuFeMn高熵合金组织结构与耐磨性的影响

利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机等研究了CeO2掺杂对CoCrCuFeMn高熵合金物相结构、显微组织和耐磨性能的影响。结果表明:CoCrCuFeMn合金掺杂CeO2前后的物相结构均是由枝晶FCC1相和晶间FCC2相构成的典型树枝晶结构,Cu和Ce元素在晶间区域富集;掺杂1 mass%Ce O2后合金的FCC1相衍射峰强度和面积显著增加,FCC2相衍射峰的强度和面积有所减少,掺杂Ce O2合金的显微硬度由219.6 HV0.5增加到235.5 HV0.5,摩擦因数和质量损失率分别由0.57、4.14%降低到0.49、0.96%,这主要是由于Ce元素引起的细晶强化和固溶强化所致。

Ti掺杂对CoCrCuFeMn高熵合金组织结构和耐磨性的影响

高熵合金由于具有众多优异性能,有可能突破传统合金的性能极限,被认为是下一代金属材料的发展方向。CoCrCuFeMn作为一种重要的高熵合金体系,目前关于Ti掺杂对其组织结构与性能影响的报道较少。采用熔铸法制备等摩尔比的CoCrCuFeMn和CoCrCuFeMnTi高熵合金,利用XRD、OM、SEM、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别测试Ti掺杂前后对其物相结构、显微组织和耐磨性的影响。结果表明,CoCrCuFeMn由FCC1和FCC2双相组成,Ti掺杂使其物相结构转变成BCC和HCP相的双相组织。两种合金均为典型的树枝晶结构,Cu元素在晶间富集,Mn元素的偏析系数最小。Ti掺杂并未改变合金元素的富集区域,但使所有元素偏析系数降低。Ti掺杂使合金的硬度从219.6HV提高到693.8HV,摩擦因数和质量损失率分别从0.57、4.14%降低到0.55、1.28%。Ti掺杂合金硬度和耐磨性的提高主要是由于相转变、固溶强化、细晶强化和内应力降低的综合作用所致。研究成果不仅有助于完善和丰富Ti元素掺杂对CoCrCuFeMn合金性能影响的相关理论,同时也为该合金后续的科学研究和工程应用提供理论支撑。