公路建筑用铝合金表面激光熔覆FeCoNiCr高熵合金涂层的组织与抗腐蚀性

采用激光熔覆技术在铝合金表面制备FeCoNiCr高熵合金涂层,研究该涂层的冶金质量、相结构、组织与电化学行为。结果表明:当扫描速度为10 mm/s、激光功率300 W时,容易产生未熔合主导的涂层缺陷;400 W时可以得到高致密的涂层,致密度高达99.6%;而500 W时则导致气孔主导的涂层缺陷。当扫描速度为20 mm/s时,不同激光功率的样品则产生以凝固裂纹为主的冶金缺陷。对致密的FeCoNiCr高熵合金涂层(扫描速度10 mm/s,激光功率400 W)进行了组织表征及电化学测试,结果表明,FeCoNiCr高熵合金涂层呈单相面心立方固溶体结构,以柱状晶组织为主。晶粒内部存在大量的凝固胞状亚结构,但是激光熔覆过程中,极高的冷却速度抑制了凝固过程的元素偏析,Fe、Co、Ni、Cr均匀分布。极化曲线分析表明,与铝合金基体相比,FeCoNiCr高熵合金涂层具有更高的腐蚀电位及更低的腐蚀电流密度,表现出优异的抗腐蚀性能。

Mo和V对FeCoNiCrAl_(0.3)高熵合金组织的影响

研究了Mo添加对FeCoNiCrAl_(0.3)高熵合金组织的影响。分析了V元素对高熵合金FeCoNiCrMo_(0.5)Al_(0.3)Vx的组织和力学性能的影响。通过混合焓、混合熵、原子半径差、电负性、电子空位浓度以及晶格扭曲程度计算了FeCoNiCrMoVAl_(0.3)高熵合金相稳定性。结果表明:FeCoNiCrMo_(0.1)Al_(0.3)合金中Mo主要以固溶态的形式存在于合金中;而随Mo含量的增加,FCC基体中析出分布于枝晶间的(Cr,Mo)(Ni,Co)型σ相;V可进一步促进(Cr,V)型σ相的析出;高熵合金相稳定性的理论结果与试验结果吻合。

电沉积FeCoNiCr高熵合金镀层工艺参数优化

利用正交实验方法研究了电流密度、镀液温度、镀液pH值等工艺参数和硫酸铬含量对镀层沉积速率和Cr含量的影响程度。确定了最佳工艺参数为电流密度25 A/dm^(2),温度为20℃,pH值为2.5,硫酸铬浓度200 g/L。利用SEM、EDS和XRD对合金镀层表面形貌、成分和微观结构进行了表征。实验结果表明,FeCoNiCr高熵合金镀层为非晶态结构,且镀层平整、光亮、成分均匀,镀层成分(原子分数)为:Fe 22.53%~26.21%,Co 23.65%~28.56%,Ni 19.53%~26.86%,Cr 23.07%~28.60%。FeCoNiCr高熵合金镀层在3.5%NaCl(质量分数)溶液中,自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.45 V、1.73×10^(-6) A/cm^(2),比真空热压烧结的CoCrFeNi高熵合金涂层的自腐蚀电位(-1.08 V)高、自腐蚀电流密度(9.44×10^(-6)A/cm^(2))低,因此电镀方法制备的FeCoNiCr高熵合金镀层耐腐蚀性更优。

Microstructure and Mechanical Properties of FeCoNiCrAl x High-entropy Alloys by Selective Laser Melting

In this study,the thermal analysis theory of selective laser melting(SLM)was introduced,and different high-entropy alloy(HEA)specimens were prepared using the SLM technology.The effects of different powder sizes,elemental contents,and process parameters on the microstructure and mechanical properties of FeCoNiCrAl x HEA specimens fabricated using SLM were analyzed.Moreover,hardness and tensile tests of these high-entropy alloys were performed.The results showed that with increasing laser power and hatch spacing,the hardness of the specimens initially increased and subsequently decreased;it also increased with increasing scanning speed.The FeCoNiCrAl 0.5 HEA specimens prepared using fine powder exhibited better tensile properties,followed by FeCoNiCrAl 0.8 HEA.However,the FeCoNiCrAl 0.5 HEA prepared using coarse powder exhibited the poorest tensile properties.A comparison of the tensile properties of the specimens at different heights revealed that the specimens formed at the middle height exhibited improved tensile properties.

激光熔覆FeCoNiCrAl_2Si高熵合金涂层

研究了激光熔覆后经600—1000℃退火处理的FeCoNiCrAl_2Si高熵合金涂层的组织和性能.结果表明,激光熔覆过程中的快速凝固条件有利于抑制涂层中金属间化合物的析出,涂层具有bcc结构,为有序固溶体,具有较高的硬度(900 HVo 5),相结构和硬度的高温稳定性好;涂层组织为树枝晶,Fe,Cr和Si在枝晶间富集,而Ni,Co和Al在枝晶中富集.随退火温度升高,Al和Si的偏析程度加剧,而其余元素的偏析变化不明显.EBSD研究显示熔覆态涂层的枝晶和枝晶间界面分布有大量小角度晶界,经600℃退火5 h后小角度晶界转变为大角度晶界,晶粒被细化.

FeCoNiCr高熵合金涂层的制备及工艺参数优化

以柠檬酸和柠檬酸钠为络合剂,采用硫酸盐体系电沉积法制备了FeCoNiCr高熵合金镀层。研究了电流密度、镀液温度、pH对镀层组成、微观形貌、晶体结构和硬度的影响。结果表明,所制备的FeCoNiCr高熵合金镀层为非晶态,镀层均匀。优化后工艺参数为:pH=2.5,温度25℃,电流密度25 A·dm^(-2)。