激光熔覆Al0.4CoCu0.6NiSi0.2Ti0.25高熵合金成形层耐磨性及机理分析

采用激光熔覆成形技术在45钢表面制备了Al0.4CoCu0.6NiSi0.2Ti0.25高熵合金熔覆成形层,分析了合金物相组成、微观组织结构、显微硬度和摩擦磨损性能,揭示了高熵合金的磨损机制和耐磨机理。结果表明,高熵合金熔覆层的物相结构为fcc+L12+bcc+微量金属化合物G相;截面中间区域晶粒主要为树枝晶,顶部区域为等轴晶,两个区域的枝晶间均生成了共晶组织。由于高熵合金固溶强化、bcc强化相和Ni16Ti6Si7型金属化合物相的生成及激光快冷引起的细晶强化,熔覆层的平均显微硬度达到538 HV,约为45钢的3.2倍;熔覆层在不同载荷下的摩擦系数和磨损体积均小于45钢,耐磨性较45钢提高了2.73倍。磨痕形貌观察发现,高熵合金熔覆层磨损机制主要为磨粒磨损,同时伴随有疲劳磨损、粘着磨损和氧化磨损。