鈦合金表面激光熔覆高熵合金涂層研究.pdf

1、鈦合金作為比重輕、強(qiáng)度高、耐蝕性能好的優(yōu)質(zhì)性能材料，被諸多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但其摩擦系數(shù)高、耐磨性能差等特性阻礙了其發(fā)展。提高鈦合金硬度及耐磨性，改善其表面性能是關(guān)鍵。高熵合金作為合金領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)，通過(guò)合適的組元及成分比例的選取，可得到具有優(yōu)異性能的高熵合金。因而，本文采用激光熔覆技術(shù)制備熔覆形貌適當(dāng)、組織成分均勻和力學(xué)性能良好的高熵合金涂層，為鈦合金表面高硬度耐磨激光熔覆層的制備研究提供參考作用。
　　本文選用 AlBxCoCr

2、NiTi、AlxBCoCrNiTi和 AlCoCrNiTi+WC高熵合金作為熔覆粉末，采用激光熔覆技術(shù)制備相應(yīng)的高熵合金涂層，采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、電子探針對(duì)熔覆層的組織及成分進(jìn)行分析，并用維氏硬度計(jì)檢測(cè)試樣的顯微硬度，在CFT-I型多功能材料表面性能綜合測(cè)試儀上測(cè)試熔覆層和基體的耐磨性。
　　激光熔覆技術(shù)制備 AlBxCoCrNiTi系高熵合金涂層的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：涂層與基體間形成了良好的冶金結(jié)合。未添加 B時(shí)，主要生

3、成相是 BCC和晶體結(jié)構(gòu)類似(Co,Ni)Ti2相，B的加入細(xì)化了枝晶組織且熔覆層中原位生成了彌散分布的TiB2；隨著B(niǎo)含量的增加，BCC相、TiB2相逐漸增多，熔覆層的顯微硬度及耐磨性能也逐漸提高，當(dāng)x=1時(shí)，涂層的平均顯微硬度最大，為814 HV，約為基體硬度的2.5倍，耐磨性能為基體材料的29倍。
　　AlxBCoCrNiTi系高熵合金涂層的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：熔覆涂層主要由 BCC相固溶體、(Co,Ni)Ti2相和原位生成的 T

4、iB2相組成。隨著 Al的添加，涂層中共晶組織消失，BCC相的晶格畸變程度變大，產(chǎn)生了衍射峰的偏移現(xiàn)象，涂層中的氣孔數(shù)量有所減少，且其顯微硬度及耐磨性均隨著Al含量的增加而增強(qiáng)，可見(jiàn)Al的添加有利于改善熔覆層質(zhì)量。
　　AlCoCrNiTi+WC系高熵合金涂層的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：WC的添加，熔覆層主要由BCC、(Co,Ni)Ti2、Cr2Ti和TiC相組成。當(dāng)WC含量較少時(shí)，熔覆層質(zhì)量良好，而隨著WC含量的進(jìn)一步增多，熔覆層開(kāi)裂傾向增