氩弧熔覆Al_(x)CoCrFeCuNi高熵合金涂层组织与耐磨性

目的利用氩弧熔覆技术在45钢表面制备出AlCrFeCoCuNi高熵合金涂层,改善其耐磨性能。方法采用机械球磨方式将Al、Cr、Fe、Co、Cu、Ni粉均匀混合,预涂敷在45钢表面,利用氩弧熔覆技术制备出不同Al物质的量之比的高熵合金涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱分析仪分析涂层的物相及显微组织,利用显微硬度仪测试涂层表面及截面的显微硬度。采用摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦系数及磨损率,分析涂层的耐磨性能。结果Al_(x)CrFeCoCuNi高熵合金涂层物相主要包括面心立方(FCC)相和体心立方(BCC)相,当Al物质的量之比小于0.5时,涂层由FCC相构成;当Al物质的量之比为1.0~2.0时,涂层由BCC+FCC相构成;当Al物质的量之比达到2.5时,涂层仅存在BCC相。Al_(x)CrFeCoCuNi高熵合金涂层组织由等轴晶、柱状晶及白色的晶界构成,且较为致密。Al物质的量之比的增加使得涂层的显微硬度提升,当Al物质的量之比为2.5时,涂层最高硬度为710 HV0.5。在相同磨损条件下,Al_(x)CrFeCoCuNi高熵合金涂层的摩擦系数及磨损率随着Al物质的量之比的增加逐渐减小。结论与45钢基体对比,Al_(2.5)CrFeCoCuNi高熵合金涂层的耐磨性提高了9倍,耐磨性得到显著提高。

氩弧熔覆Al_(1.5)CrFeCoCu_(x)Ni高熵合金涂层的组织与性能

采用氩弧熔覆技术在45钢表面制备Al_(1.5)CrFeCoCu_(x)Ni(x=0,0.2,0.4,0.6,物质的量比)高熵合金涂层,研究了涂层的组织和性能。结果表明:添加铜元素的Al_(1.5)CrFeCoCu_(x)Ni高熵合金涂层的物相均主要由体心立方相和面心立方相构成;随着铜含量增加,涂层中面心立方相含量增加,并从晶界分布转变为晶内颗粒状分布;随着铜含量增加,涂层的显微硬度降低,磨损量先减小后增大,磨损机制由磨粒磨损转变为磨粒磨损+轻微黏着磨损;Al_(1.5)CrFeCoCu_(0.2)Ni高熵合金涂层的显微硬度较高,摩擦因数较低,磨损量最小,耐磨性能最好。