激光熔覆CoCrFeNiNb_(x)高熵合金涂层的高温摩擦磨损性能

采用激光熔覆技术成功制备了CoCrFeNiNb_(x)(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0)高熵合金涂层,研究了Nb元素对高熵合金涂层微观组织和显微硬度的影响,分析了CoCrFeNiNb_(0.75)涂层在25~800℃的摩擦磨损性能和机制.结果表明:CoCrFeNiNb_(x)高熵合金涂层主要由FCC (面心立方)相与具有HCP晶格结构的Laves相组成.随着Nb摩尔含量的增加,CoCrFeNiNb_(x)的微观组织由单一的胞状晶FCC固溶体相(x=0)向亚共晶组织(x=0.25)、共晶组织(x=0.5)和过共晶组织(x=0.75,1.0)逐步发生演变. CoCrFeNiNb_(0.75)涂层具有最高的平均硬度(574 HV),表明适量的Nb元素的掺杂能有效提高涂层的显微硬度,这是固溶强化、第二相强化以及层片共晶组织中产生的大量新界面阻碍位错运动的边界强化相互作用的结果. CoCrFeNiNb_(0.75)涂层在室温下的磨损机制主要为氧化磨损和轻微的磨粒磨损,而在400和800℃下均为氧化磨损.在800℃时,磨损表面形成了致密的氧化物釉质层,起到了良好的减摩抗磨作用,使高熵合金在高温环境下表现出了优异的摩擦磨损性能.