激光熔覆FeCrNiTax共晶中熵合金涂层组织与性能研究

IF 1.8 4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
叶馥宇 Ye Fuyu, 杨键 Yang Jian, 孙潘杰 Sun Panjie, 王星宇 Wang Xingyu, 崔承云 Cui Chengyun
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Abstract

采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了FeCrNiTax(原子数分数x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)共晶中熵合金涂层(EMEACs),探究了Ta元素含量对合金涂层的微观组织、硬度和耐磨性的影响。结果表明:面心立方(FCC)相FeCrNi中熵合金涂层(MEACs)在加入Ta元素后,引入了硬质Laves相,形成了与FCC相交且耦合的原位纳米层状共晶结构。当x<0.4时该中熵合金为亚共晶结构,其微观组织由FCC相和共晶组织组成。当x=0.4时合金达到共晶点,存在完全片层共晶组织。当x>0.4时合金为过共晶结构,组织由共晶组织和Laves相组成。与基体相比,所制备的FeCrNiTax涂层的硬度值有明显提升,其中x=0.8时合金涂层的维氏硬度值最高,高达705.3 HV,约为不锈钢基体的3.7倍。随着维氏硬度的提高,该合金涂层的耐磨性也得到显著改善,FeCrNiTa0.8合金具有最佳的耐磨性,磨损形式以黏着磨损和氧化磨损为主。
激光熔覆FeCrNiTax共晶中熵合金涂层组织与性能研究
采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了FeCrNiTax(原子数分数x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)共晶中熵合金涂层(EMEACs),探究了Ta元素含量对合金涂层的微观组织、硬度和耐磨性的影响。结果表明:面心立方(FCC)相FeCrNi中熵合金涂层(MEACs)在加入Ta元素后,引入了硬质Laves相,形成了与FCC相交且耦合的原位纳米层状共晶结构。当x0.4时合金为过共晶结构,组织由共晶组织和Laves相组成。与基体相比,所制备的FeCrNiTax涂层的硬度值有明显提升,其中x=0.8时合金涂层的维氏硬度值最高,高达705.3 HV,约为不锈钢基体的3.7倍。随着维氏硬度的提高,该合金涂层的耐磨性也得到显著改善,FeCrNiTa0.8合金具有最佳的耐磨性,磨损形式以黏着磨损和氧化磨损为主。
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