激光熔覆不同层数FeCoNiCr_(0.5)Al_(0.2)高熵合金涂层的组织与性能

目的研究不同层数高熵合金涂层的耐磨性和耐腐蚀性。方法采用激光熔覆技术在Q345钢表面制备FeCoNiCr_(0.5)Al_(0.2)高熵合金涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、摩擦磨损试验机等研究高熵合金涂层的组织结构,并表征其性能。结果高熵合金涂层与基体Q345钢实现了良好的冶金结合。当涂层大于3层时,稀释率达到理想区间,涂层表面主要由细小的等轴晶和柱状组织组成。随着涂层层数的增加,相结构逐渐转变为FCC相,涂层表面Fe的原子数分数从66.72%降至30.46%,稀释率由37.7%降至9.8%。1层涂层的硬度最高,达到422HV0.5,约为基体的3.5倍;当涂层层数大于3时,表面的平均硬度为190HV0.5左右,是基体的1.5倍左右。在空气中,涂层相较于基体,在10、20 N载荷下磨损率分别下降了23.3%~37.1%、8.4%~21.0%。在质量分数3.5%的NaCl溶液中,涂层相较于基体,在10、20 N载荷下磨损率分别下降了38.4%~45.5%、43.9%~47.7%。在10、20 N载荷下,涂层在空气中的磨损率分别是在质量分数3.5%的NaCl溶液中的6倍、4.5倍左右。与基体相比,1、3、5层涂层的腐蚀电位分别提升了11.9%、57.6%、50.2%,腐蚀电流密度下降了1~2个数量级。结论随着高熵合金涂层层数的增加,稀释率降低,硬度提高,耐磨性和耐腐蚀性大幅提升,根据不同的性能需求可以灵活选择制备不同层数的涂层。