AlCrNbSiTi高熵合金涂层高温水蒸气腐蚀研究

采用磁控溅射在不同偏压条件下制备AlCrNbSiTi高熵合金涂层,通过分析不同偏压涂层的形貌、化学成分、硬度,以及被水蒸气腐蚀后的涂层形貌,研究偏压对AlCrNbSiTi涂层结构及性能的影响。结果表明,偏压对涂层表面粗糙度的调控非常显著,150 V偏压的样品表面粗糙度只有3.35 nm;50 V偏压的样品具有最大硬度和弹性模量,分别为18.19 GPa和232.4 GPa。涂层水蒸气腐蚀失效机制为点腐蚀,偏压为50 V时腐蚀坑出现时间最晚,耐腐蚀性能最好。

Ni,Co元素对FeCrAlCu系高熵合金涂层组织和耐磨性能的影响

为了解决金属零件表面的防护问题,采用冷喷涂辅助感应重熔合成高熵合金涂层的方法,在45#钢基体表面制备FeCrAlCu,FeCrAlCuNi,FeCrAlCuCo,FeCrAlCuNiCo高熵合金涂层,通过XRD,SEM,EDS,TEM,磨擦磨损试验机等,研究Ni,Co元素添加对FeCrAlCu系高熵合金涂层的相结构、显微组织以及耐磨性能的影响。结果表明:FeCrAlCu系高熵合金涂层均为FCC+BCC相构成,其中Ni元素添加可以促进FCC相形成,Co元素添加促进B2相(AlCo)生成。FeCrAlCu系高熵合金涂层组织均为树枝晶,随着Ni,Co元素的同时添加,涂层中的枝晶数目增加,并明显粗化。Ni,Co元素同时添加时,FeCrAlCuNiCo高熵合金涂层的摩擦性能最佳,涂层的硬度为565.5HV,摩擦因数为0.349,磨损率为3.97×10^(-5)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)。

激光熔覆功率对FeCrNiCoMoBSi高熵合金涂层电化学腐蚀性能的影响

探讨了FeCrNiCoMoBSi高熵合金(HEA)激光熔覆涂层的微观结构以及激光功率对涂层物相和电化学腐蚀性能的影响。研究结果显示,HEA涂层由底部的柱状晶带、顶部的等轴晶带以及中间混晶带(由柱状晶和等轴晶混合组成)构成。采用3 000W功率制备的HEA涂层表现出最低的自腐蚀电流密度(0.425μA/cm^(2))、最高的自腐蚀电位(-0.16852V)以及最大的极化阻抗(69 616Ω),其阻抗模值■为1 143Ω·cm^(2),分别是1 800,2 500和4 500 W功率激光熔覆涂层的8.65倍、4.91倍和7.14倍,且其最大相位角为76.23°,均高于其它三种涂层。综合评估显示,采用3 000 W功率制备的HEA涂层具有出色的电化学腐蚀性能。这是由于其单一的FCC晶体结构、抗腐蚀的铁镍合金相和单质铬相、良好的晶体结晶度、细化的晶粒尺寸以及卓越的钝化效应,使其电化学腐蚀性能显著优于其他功率制备的涂层。

电爆喷涂FeCoCrNiAl_(x)高熵合金涂层的形成机制与性能

采用电爆喷涂技术在TC4钛合金表面制备FeCoCrNiAl_(x)(x=0,0.5,1.0,摩尔比,下同)涂层。使用XRD,SEM,EDS,显微硬度计以及摩擦磨损实验等材料分析手段,研究Al含量对高熵合金涂层物相结构、表面形貌、显微硬度和耐磨性能的影响。结果表明:涂层的晶粒尺寸为纳米级,均形成了简单的FCC,BCC及FCC+BCC结构固溶体。随Al元素的增加,物相结构由FCC相逐渐向BCC相转变。涂层表面平整、致密,没有明显的裂纹等缺陷,且各元素分布均匀,并没有发现元素偏聚现象。划痕测试表明,FeCoCrNiAl_(1.0)涂层出现失效的平均临界载荷为37.2 N;涂层与基体呈冶金结合。涂层的硬度和耐磨性与Al含量呈正相关关系,x=1.0时,平均显微硬度达到最大值531.8HV,约为基体的1.62倍;FeCoCrNiAl_(1.0)涂层的磨损量最小,耐磨性约为基体的3.9倍,磨损机制主要为磨粒磨损。

磁控溅射制备高熵碳化物(AlTiVCrNb)C涂层摩擦学性能

为改善高熵合金涂层的摩擦学性能,通过石墨与AlTiVCrNb高熵合金靶共溅射制备(AlTiVCrNb)C涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析涂层的成分、表截面形貌和物相,采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机测试涂层的硬度、弹性模量和摩擦学性能,采用白光干涉三维形貌仪表征涂层的磨损情况。试验结果表明:随着涂层中碳含量增加,高熵组分从BCC/FCC双相向单一FCC结构转变,且涂层的微观组织结构也随之变化;由于碳化物的形成和固溶强化,涂层呈现良好的摩擦学性能;在涂层碳原子分数为20.83%时,涂层的摩擦性能和力学性能达到最优,此时摩擦因数最低,为0.35,涂层硬度与弹性模量最高,分别为17.84、182.72 GPa。研究表明,在磁控溅射工艺中石墨与AlTiVCrNb高熵合金共溅射,可以获得摩擦学性能良好的高熵碳化物(AlTiVCrNb)C涂层。

FeCoNiCrCu高熵合金涂层对复合铸造Al/Mg双金属组织和性能的影响

目的研究不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层对Al/Mg双金属组织和力学性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂工艺在A356嵌体表面喷涂不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层,采用消失模复合铸造工艺制备Al/Mg双金属,利用扫描电镜、EDS能谱及XRD衍射仪、维氏硬度测试仪和万能试验机对Al/Mg双金属界面微观组织和力学性能进行测试和分析。结果未喷涂高熵合金涂层的Al/Mg双金属界面由共晶层和金属间化合物层组成,断裂位置主要位于金属间化合物层,裂纹从Al_(3)Mg_(2)扩展至共晶层结束,具有典型的脆性断裂特征,剪切强度仅为30.37MPa。当高熵合金涂层厚度为5μm时,Al/Mg双金属形成了Al_(3)Mg_(2)+Mg_(2)Si/AlxFeCoNiCrCu+FeCoNiCrCu+Al-Mg-Co-Ni混合相/δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的复杂界面,断裂发生在高熵合金层与δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的交界处,断裂面产生了一定程度的塑性变形,剪切强度为48.46MPa,相对于无涂层的Al/Mg双金属提高了59.56%。当高熵合金涂层厚度为20μm时,铝侧生成了AlxFeCoNiCrCu高熵合金,镁侧则只生成了少量Mg-Ni-Cu混合相,断裂发生在高熵合金涂层与镁基体交界处,剪切强度为39.69 MPa。结论高熵合金涂层可以有效阻碍Al、Mg元素之间的扩散,从而显著抑制或完全阻止Al-Mg脆性金属间化合物的产生,大幅度降低界面层厚度。金属间化合物的减少和混合相对裂纹扩展的阻碍作用显著提高了Al/Mg双金属界面的剪切强度。

纳米高熵陶瓷涂层在超超临界1000 MW机组锅炉的防结焦耐腐蚀应用研究

针对某台超超临界1000MW机组燃用准东煤锅炉水冷壁出现的沾污结渣、高温腐蚀问题,基于锅炉的燃烧煤种特性、结焦状况以及腐蚀类型,开展了纳米高熵陶瓷涂层在锅炉后墙水冷壁燃尽风区域的工程验证试验。采用宏观检查、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱、摩擦系数及表面能测试等方法,分析了纳米高熵陶瓷涂层的使用效果,揭示了纳米高熵陶瓷涂层的防沾污结渣、耐腐蚀机制。试验结果表明,涂层在锅炉运行11个月后完好,表面无明显结焦物、无明显腐蚀凹坑,管壁未发生明显减薄。纳米高熵陶瓷涂层能够较好地解决锅炉水冷壁沾污结渣以及高温腐蚀的问题,为燃用准东煤锅炉的安全运行提供保障。

Fe_(0.5)CrMnAlCu高熵合金及涂层的组织与性能

采用真空电弧熔炼与冷喷涂辅助感应重熔制备Fe_(0.5)CrMnAlCu高熵合金及涂层。利用XRD、SEM、显微硬度计、磨料磨损实验机对高熵合金及涂层的相结构、微观组织以及耐磨损等性能进行测试分析。结果表明:真空电弧熔炼制备的Fe_(0.5)CrMnAlCu高熵合金为FCC和BCC相固溶体结构,其组织形貌主要为枝晶和枝晶间组织,冷喷涂辅助感应重熔合成Fe_(0.5)CrMnAlCu高熵合金涂层的相结构为单一的BCC结构,其组织形貌为枝晶和枝晶间组织。由于感应重熔合成Fe_(0.5)CrMnAlCu高熵合金涂层较电弧熔炼制备的高熵合金具有更大的晶粒尺寸,同时涂层的原子尺寸差δ大于合金的原子尺寸差,导致感应重熔合成Fe_(0.5)CrMnAlCu高熵合金涂层的硬度是真空电弧熔炼高熵合金的1.37倍,其磨损率比真空电弧熔炼制备的高熵合金磨损率降低18%。真空电弧熔炼与冷喷涂辅助感应重熔制备Fe_(0.5)CrMnAlCu高熵合金及涂层的磨损机制主要是黏着磨损、磨粒磨损。

等离子物理气相沉积高熵合金涂层及组织性能

采用等离子物理气相沉积的方法在316L不锈钢表面制备了AlCoCrFeNi高熵合金涂层,研究了喷涂距离和电流对高熵合金涂层物相组成、表面形貌、截面形貌、硬度、结合强度和耐磨性的影响。结果表明,不同喷涂距离和电流下,高熵合金涂层都主要由BCC、B2和FCC相组成;随着电流或者喷涂距离增加,涂层中BCC平均晶粒尺寸先增后减。当喷涂距离为460 mm时,随着电流从1600A增加至2000A,涂层平均摩擦系数逐渐增大,表面和截面硬度先减后增,涂层结合力和结合强度先增大后减小,涂层的磨损率先增加后减小;当电流为1800A时,随着喷涂距离从420mm增加至500mm,涂层平均摩擦系数逐渐减小,表面硬度先减后增,截面硬度先增后减,涂层结合力和结合强度逐渐增大,涂层的磨损率逐渐减小。高熵合金涂层的磨损率与涂层表面硬度和内聚强度都有一定相关性。

AlCoCrCuFeNi_(x)高熵合金涂层组织与性能

Ni是FeCrNiCo系高熵合金中的重要元素,对合金的性能有关键性的影响。本文通过激光重熔辅助冷喷涂的方法,在45#钢表面制备AlCoCrCuFeNi_(x)(x=0,0.5,1,1.5,2)高熵合金涂层。结果表明:涂层组织主要由柱状晶和枝晶间组织组成。当0≤x≤0.5时,涂层组织结构的晶格应变ε会随原子尺寸差异δ的增大而增大;当0.5≤x≤2时,涂层组织结构的晶格应变ε会随原子尺寸差异δ的减小而减小。价电子浓度(C VE)随着Ni含量的增加而增加。这导致随着Ni含量的增加,涂层中BCC相含量先增多后减少,FCC相含量先减少后增多。当0≤x≤0.5时,涂层中的枝晶组织为BCC相,枝晶间组织为FCC相;当0.5≤x≤2时,涂层中的枝晶组织由BCC相向FCC相转变,枝晶间组织由FCC相向BCC相转变;当x=0.5时,涂层的性能达到最优,硬度为596.7HV,摩擦因数为0.35,磨损率为3.76×10^(−5)mm^(3)/(N∙mm)。

Al含量对CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金涂层耐冲蚀和耐腐蚀性能的影响

利用激光熔覆技术制备了Al_(x)CoCrFeNiTi_(0.5)(x=1.0、1.5、2.0、2.5(原子比),简记为Al_(x))高熵合金涂层,研究Al含量对涂层组织结构、显微硬度、耐冲蚀和耐腐蚀性能的影响。实验结果表明,随着Al含量的增加,Al_(x)CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金涂层的相结构由简单的FCC+BCC无序固溶体逐渐转变为无序BCC+有序BCC的混合结构,同时涂层的硬度显著提高。AlCoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金涂层表现出塑性材料的冲蚀磨损特征,在低冲蚀角(30°)、中冲蚀角(60°)和高冲蚀角(90°)下,其冲蚀磨损率仅分别为同条件下06Cr16Ni5Mo不锈钢的56.09%、59.33%和60%,耐冲蚀磨损性能优异。Al_(x)CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金涂层的耐蚀性随着Al含量的增加逐渐降低。适当添加Al不仅可以提高CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金涂层的耐冲蚀磨损性能,而且合金具有很好的耐腐蚀性能。

碳化钒含量对Fe_(50)Mn_(30)Cr_(10)Co_(10)高熵合金涂层蠕变性能的影响

制备各类涂层对材料表面进行强化处理是提高材料服役性能的重要途径,而通过添加不同含量硬质相有利于进一步改善涂层性能。通过选区激光熔覆工艺制备添加不同VC(碳化钒)含量的Fe_(50)Mn_(30)Cr_(10)Co_(10)高熵合金涂层材料,采用扫描电镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪等研究VC含量对涂层显微组织、相结构、硬度和蠕变性能的影响。结果表明,随着VC含量的增加,涂层组织明显细化;因VC原子固溶在FCC(面心立方)晶格中,对涂层相结构不产生影响;因增大了固溶强化效应,故增加了涂层的硬度。特别是,随着VC含量的增加,涂层的蠕变量减小,这十分有利于改善涂层材料的蠕变性能。这为通过添加VC硬质相强化高熵合金涂层性能提供了重要的依据。

高熵合金涂层的研究进展

高熵合金涂层由于具有优于块体高熵合金和传统金属涂层的综合性能,在航空航天、核反应堆等极端服役环境下表现出了巨大的应用潜力。涂层低维形态产生的尺寸效应与高熵合金独特的多主元特征效应相耦合,使高熵合金涂层具有成分均匀、组织致密、结构稳定、性能优异等特点。概述了近年来高熵合金涂层的主要制备技术,简述了不同制备方法的原理、优势及工艺参数对涂层组织性能的影响。探讨了高熵合金中主要组元元素的作用、相结构的调控准则、多相转变行为等微观组织结构的特征与影响机制。论述了高熵合金涂层的服役性能特点,包括力学性能、抗氧化、耐腐蚀、抗辐照及耐磨损性能,并分析了成分/工艺-组织-性能的关联及相关作用机理。最后,总结了目前研究工作中存在的关键科学难题与挑战,对高熵合金涂层的研究方向与应用前景进行了展望。

等离子活化烧结制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层及其磨损与腐蚀性能

目的 利用高熵合金涂层耐磨性能和耐腐蚀性能俱佳的特点,在进一步提升304不锈钢耐腐蚀性能的基础上,改善304不锈钢基体的耐磨性。方法 在304奥氏体不锈钢基体表面利用等离子活化烧结技术快速制备出AlCoCrFeNi高熵合金涂层;利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等设备分析涂层的组织形貌、元素分布及物相结构;采用显微硬度计、摩擦磨损仪、电化学工作站等设备测试涂层与基体的硬度分布、磨损特性及电化学腐蚀特性。结果 在保温温度1 000℃、压力70 MPa、保温时间10 min的制备条件下,涂层与基体间界面冶金结合良好,结合处并未发现孔洞和裂纹等缺陷;随着烧结温度的升高,涂层内部气孔逐渐减少,涂层主要由网状的FCC相和分布于其间的BCC相+B2相组成;与304不锈钢基体相比,涂层的硬度显著增大,在相同载荷(20 N)下涂层的平均摩擦系数降低(0.138),与基体磨损表面严重的黏着和剥落不同,涂层磨面无明显的黏着和剥落现象,仅有少量犁沟出现;点蚀是涂层和基体在质量分数为3.5%的Na Cl溶液和模拟海水中的主要腐蚀形式,相较于基体,涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液和模拟海水中的自腐蚀电位E_(corr)分别提高了约0.3、0.1 V,自腐蚀电流密度J_(corr)分别下降了约2个和1个数量级。结论 等离子活化烧结技术能够同步、快速地实现涂层致密化和界面高质量结合,AlCoCrFeNi高熵合金涂层对304不锈钢基体耐磨与耐腐蚀性能的提升效果明显,上述结果证实了利用高熵合金来改善不锈钢基体的综合使用性能是可行途径。

激光熔覆FeCoCrNi系高熵合金涂层的组织及高温摩擦学性能

高熵合金涂层在提高不锈钢基材的耐磨性方面具有巨大的潜力。为探究Cu/Si两种元素掺杂对FeCoCrNi高熵合金涂层组织及高温摩擦学性能的影响,采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备出FeCoCrNiCu_(x)和FeCoCrNiSi_(x)系列高熵合金涂层。采用XRD,SEM,EDS等手段表征了涂层的微观组织及物相分布,通过高温摩擦磨损试验机测试了涂层的高温摩擦学性能。结果表明:在合适的激光熔覆工艺参数下,FeCoCrNiCu_(x)和FeCoCrNiSi_(x)高熵合金涂层均形成了单一的FCC型固溶体,与基体呈良好的冶金结合;Cu元素的加入降低了FeCoCrNi涂层表面硬度,但由于涂层热导率提高,界面结合情况改善;Si元素的加入促进了晶粒细化,提高了涂层表面硬度;在600℃下,Cu/Si元素的加入对涂层的摩擦学性能均有明显改善,其中FeCoCrNiCu及FeCoCrNiSi涂层的摩擦因数分别为0.24和0.19,磨损率分别为1.58×10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)和6.77×10^(-5)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),相比于FeCoCrNi涂层分别降低了56.1%和81.9%。FeCoCrNiCu涂层主要磨损机制为氧化磨损、疲劳磨损及轻微磨粒磨损,而FeCoCrNiSi涂层为氧化磨损。

FeCr相与AlCo相在AlCoCrCuFeNi高熵合金涂层摩擦过程中的作用分析

采用冷喷涂辅助原位合成方法制备AlCoCrCuFeNi_(x)(x=0.5,1)高熵合金涂层,对涂层微观组织结构和摩擦磨损性能进行表征和测试.然后采用分子动力学的方法模拟了高熵合金涂层中AlCo相和FeCr相的摩擦过程,模拟分析了高熵合金涂层中AlCo相和FeCr相对高熵合金摩擦性能的影响.结果表明:在相同的摩擦条件下,AlCo相所受到的摩擦力大于FeCr相所受到的摩擦力,AlCo相的磨损量要大于FeCr相的磨损量.AlCo相在摩擦过程中产生了粘附与脱附原子,导致总摩擦力上升,而在FeCr相摩擦过程中,没有发现明显的粘附原子.AlCo相内部产生了明显的位错结构,位错总长度随摩擦距离的增加持续增加,并且在摩擦的最终阶段产生了两种混合位错结构,但是在FeCr相的内部并没有发现位错结构.说明FeCr相对AlCoCrCuFeNi高熵合金涂层的耐磨性能有更大的贡献.

AlCrNbSiTi高熵合金涂层对锆合金1200℃下高温蒸汽氧化保护作用研究

本研究对电弧离子镀方法制备的AlCrNbSiTi高熵合金涂层锆合金开展了1200℃高温蒸汽氧化淬火试验。采用环压方式评估了高熵合金涂层锆合金氧化后的塑性,通过称重、金相、扫描电镜、电子探针、惰气脉冲红外吸收法,探究了锆合金的脆化机理。经过335 s氧化后涂层侧未观察到氧化层,基体氢含量约为100 ppm(同等条件下Zirlo合金约为10 ppm),基体补偿应变大于20%;经过500 s氧化后涂层侧仍未观察到氧化层,基体氢含量约为240 ppm,基体补偿应变小于5%。以上结果表明:高熵合金涂层可有效阻止锆基体的氧化,而锆基体塑性仍然丧失,其原因可能与基体内氢含量的增加有关,需要进一步深入研究。

渗氮处理对HVOF喷涂Al_(1-x)CoCrFeNiTi_(x)(x=0,0.125,0.250)高熵合金涂层组织结构和磨损性能的影响

为了研究渗氮处理对HVOF喷涂Al_(1-x)CoCrFeNiTi_(x)(x=0,0.125,0.250)高熵合金涂层组织结构和磨损性能的影响,采用HVOF技术在35CrMo钢基体上制备Al_(1-x)CoCrFeNiTi_(x)(x=0,0.125,0.250)高熵合金涂层,然后对其进行渗氮处理。利用SEM、XRD、三维白光干涉仪以及EDS等表征手段研究了渗氮处理对HVOF喷涂Al_(1-x)CoCrFeNiTi_(x)(x=0,0.125,0.250)高熵合金涂层组织结构和磨损性能的影响。结果表明:渗氮处理后的Al_(1-x)CoCrFeNiTi_(x)(x=0,0.125,0.250)高熵合金涂层组织结构致密,具有典型的热喷涂层状结构,厚度约为300~350μm,氮化层厚度约为10μm,氮化层相结构为FCC相和AlN、CrN等氮化物相,氮化层的显微硬度分别为981 HV_(2 N)(x=0)、1090 HV_(2 N)(x=0.125)和1194 HV_(2 N)(x=0.250),和未经渗氮处理过的高熵合金涂层的显微硬度479 HV_(2 N)(x=0)、506 HV_(2 N)(x=0.125)、548 HV_(2 N)(x=0.250)相比有着显著的提升;并且随着Ti含量的增加,氮化层的耐磨性增加,其中Al_(0.750)CoCrFeNiTi_(0.250)氮化层具有最优异的耐磨性能(2.17×10^(-6)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1))。Al_(1-x)CoCrFeNiTi_(x)(x=0,0.125,0.250)氮化层的磨损失效机理主要是磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损。

钛元素含量对CoCrFeNiTi高熵合金涂层硬度及耐磨性能的影响

目的系统研究钛元素含量对CoCrFeNiTi系高熵合金涂层成形过程、组织性能、力学性能和耐磨性能的影响,设计并制备工业应用价值较高的合金涂层。方法采用激光熔覆技术在Q235钢上制备了CoCrFeNiTi高熵合金涂层,基于第一性原理预测了不同Ti元素涂层力学、形成特性,研究表征了涂层的显微组织、显微硬度和耐磨性能,结合试验和计算阐明了耐磨性能强化机制。结果CoCrFeNiTi高熵合金固溶体相剪切模量较高,形成能较低,并且随着Ti元素含量的提升,两者逐渐升高。试验结果证明,CoCrFeNiTi涂层整体为FCC固溶体相,高钛元素组会出现Fe Cr相、NiTi相和CoTi相组成。组织呈典型树枝晶状,枝晶区域富含Fe和Cr元素,枝晶间区域富含Ni和Ti元素。随着Ti元素含量的提高,CoCrFeNiTi涂层的显微硬度逐渐增加,摩擦因数、磨损率和磨损质量不断降低,耐磨损能力明显增强,试验与计算结果一致。其磨损机制主要为磨粒磨损,Ti元素含量较低组还伴随着黏着磨损。Ti元素含量提高会加剧合金内晶格畸变效应,促进σ相等硬质相析出,产生固溶强化与析出强化作用,阻碍裂纹发展,磨损面积较小,提高耐磨性能。结论随着钛元素含量的增加,CoCrFeNiTi高熵合金涂层的硬度和耐磨性能有了明显的提升。CoCrFeNiTi_(0.7)激光熔覆涂层具有更高的工业应用价值。

高熵合金涂层对铝/钢液固复合双金属组织和性能的影响

本工作利用超音速火焰喷涂技术在45钢表面热喷涂FeCoCrNiAl高熵合金涂层,并采用液固复合的方法制备了铝/钢双金属复合试样,研究了高熵合金涂层对铝/钢双金属界面组织和性能的影响。利用相图计算软件Thermo-Calc计算了Al-Fe-Si体系在600℃和750℃下的等温截面,并采用SEM-EDS、EBSD、EPMA、纳米压痕仪和万能力学试验机对铝/钢双金属界面的微观组织和性能进行分析。结果表明:未喷涂高熵合金涂层和喷涂高熵合金涂层的铝/钢双金属之间均实现了冶金结合,在双金属界面处均未观察到裂纹等缺陷,过渡层平均厚度分别为24.5μm和25.7μm。界面过渡层均由Al_(5)Fe_(2)、τ1-(Al,Si)5Fe_(3)、Al 13 Fe 4、τ5-Al_(7)Fe_(2)Si和τ6-Al_(9)Fe_(2)Si 2组成,笔者以此绘制了铝/钢之间的扩散路径。喷涂高熵合金涂层的铝/钢双金属经液固复合后界面处未发现高熵合金层;Co、Cr、Ni元素以固溶的形式存在于双金属基体和过渡层中,并未改变Al_(5)Fe_(2)相在[001]方向上的择优取向。铝/钢双金属界面过渡层的纳米硬度较两侧基体高,过渡层中Al_(5)Fe_(2)相的平均硬度最高;Co、Cr、Ni固溶到过渡层中,对过渡层硬度的影响不大。铝/钢双金属界面剪切强度为8.3 MPa,钢表面喷涂高熵合金后,铝/钢双金属界面剪切强度为12.2 MPa,剪切强度提高了47%。铝/钢双金属剪切断裂均为脆性断裂,断口组织主要为Al_(5)Fe_(2);热喷涂高熵合金后,试样断口具有更多的撕裂棱,高熵合金涂层各元素在Al_(5)Fe_(2)中的固溶一定程度上提高了Al_(5)Fe_(2)的强度。