激光熔覆FeCoCrxNiB高熵合金涂层的组织结构与耐磨性

为探究Cr元素对高熵合金涂层组织结构和性能的影响,在45钢基体上用激光熔覆方法制备了FeCoCrxNiB高熵合金涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度和耐磨测试等方法研究了Cr含量对FeCoCrxNiB激光熔覆高熵合金涂层组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:熔覆态高熵合金的组织均由先共晶M2B相和共晶组织(面心立方结构相(FCC)+M2B相)组成。随着Cr含量的增加,共晶组织含量增多,M2B相减少,先共晶硼化物形态呈现不规则颗粒状到树枝状再到条块状的变化,共晶组织形貌由蜂窝状向片层状转变。涂层平均硬度随着Cr含量增加逐渐降低,FeCoCr0.5NiB涂层平均硬度最高为860HV0.2。涂层的耐磨性能与硬度呈正相关关系,即FeCoCr0.5NiB涂层耐磨性最高,FeCoCr3NiB涂层耐磨性最低。

Si含量对FeCoCr_(0.5)NiBSi_x高熵合金涂层组织结构和耐磨性的影响

目的研究Si含量对激光熔覆FeCoCr_(0.5)NiBSi_x高熵合金涂层组织结构、硬度和耐磨性的影响。方法采用激光熔覆技术,在45钢基体表面制备了不同Si含量的FeCoCr_(0.5)NiBSi_x(x取0,0.1,0.2,0.3,0.4)系列高熵合金涂层,分析涂层的宏观形貌、微观组织及相结构,测试涂层的硬度,通过摩擦磨损实验测试涂层的耐磨性。结果熔覆态高熵合金涂层均由FCC相和M2B相组成,显微组织包括先共晶组织和共晶组织。随着Si含量的增加,FCC相增多,M_2B相减少,共晶组织由蜂窝状到颗粒状,然后消失。高熵合金涂层的平均硬度随着Si含量的增加而先降低后增加,FeCoCr_(0.5)NiBSi0.3的硬度值最小(613HV),FeCoCr_(0.5)NiBSi_(0.4)的硬度值最高(820HV)。高熵合金涂层的磨损体积随着Si含量的增加而先增大后减小,FeCoCr_(0.5)NiBSi_(0.3)的磨损体积最大(0.00406mm3),FeCoCr_(0.5)NiBSi0.4的磨损体积最小(0.00233mm3)。结论随着Si含量增加,涂层的M2B相减少,共晶组织逐步消失,耐磨性则先降低后提高。耐磨性能最好的是FeCoCr_(0.5)NiBSi_(0.4)高熵合金涂层。

WC颗粒对激光熔覆FeCoCrNiB高熵合金涂层组织结构与耐磨性的影响

采用CO2横流激光器制备添加WC颗粒的FeCoNiCrB高熵合金涂层,研究WC颗粒对涂层组织结构和耐磨性能的影响。结果表明:未加WC时,涂层由条状M3B相和基体fcc相两相组成。当WC含量为5%时,涂层中出现M3C相,涂层由M3B相、fcc相和M3C组成。当WC含量为10%时,涂层组织发生较大变化,变为枝晶组织,其中枝晶对应M23(C,B)6相,枝晶间由网状M7(C,B)3相和fcc相组成。WC含量为20%时,涂层仍为枝晶组织,枝晶对应M23(C,B)6相,枝晶间中网状组织消失,枝晶间为fcc相。随着WC含量的增加,涂层的硬度和耐磨性能提高。

碳含量对FeCoCrNiMnC_x高熵合金显微组织与性能的影响

采用悬浮冷坩埚熔炼法制备了不同碳含量的FeCoCrNiMnC_x(x为0,0.1,0.2,0.3,0.4)高熵合金,研究了碳含量对其显微组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明:FeCoCrNiMnC_x高熵合金具有典型的树枝晶组织;随着碳含量增加,Cr_7C_3析出相增多,尺寸增大,合金的硬度增大,强度呈先增后减的变化规律,当x=0.3时,合金的抗拉强度最高,为665 MPa;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,合金的自腐蚀电流密度随着碳含量增加而减小,FeCoCrNiMnC_(0.4)合金具有最佳的耐蚀性能。

热处理对FeCoCrNiMnC_(0.1)高熵合金组织结构与力学性能的影响

采用冷坩埚悬浮熔炼法制备了FeCoCrNiMnC_(0.1)(下标为物质的摩尔比,未标注为1)高熵合金铸锭,利用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、万能材料试验机等研究了热处理对合金组织结构和力学性能的影响。结果表明:铸态FeCoCrNiMnC_(0.1)高熵合金组织由基体和晶界处的M_7C_3相组成,随着热处理温度升高,合金中颗粒状M_(23)C_6相长大且分布均匀;随着热处理温度上升,合金硬度先降低后升高再降低,在热处理温度900℃时达到最大值279.1HV;合金强度先增后减,在热处理温度800℃时最高,为930MPa。

“第三课堂”创建与宿舍文化建设刍议

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