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《浙江工业大学》 2015年
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激光熔覆CrNiAlCoMoB_x系高熵合金涂层的组织与性能研究

邹朋津  
【摘要】:高熵合金具备高强度、耐腐蚀、耐磨损等诸多优异性能,引起了国内外学者的广泛关注和积极探索。有学者采用激光熔覆方法制备了Al_xCoCrNiMo系高熵合金涂层,该涂层在常温和高温都表现出了高的硬度,但是其宏观形貌差,裂纹问题严重。本论文通过添加不同含量的B元素来改善该问题。采用预置纯金属混合粉末的方法,在45钢基体上利用激光熔覆方法制备了CrNiAlCoMoB_x系高熵合金涂层,并研究了激光熔覆工艺参数对CrNiAlCoMoB_x系高熵合金涂层熔覆质量的影响,筛选出了最优化的工艺参数。在此基础上,采用优化的工艺参数制备了CrNiAlCoMoB_x系高熵合金涂层。采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、体视显微镜、EDS、XRD、显微硬度计等对涂层的组织形貌、稀释率、相结构、硬度等进行测试分析。并对性能优异的CrNiAlCoMoB_(0.5)高熵合金涂层进行了干摩擦磨损、耐腐蚀和抗高温软化性能的测试。结果表明,在激光功率等其他工艺参数一致的情况下,随着扫描速度的增加,涂层组织趋向致密,晶粒更加细小,稀释率呈降低趋势;在扫描速度等其他工艺参数相同的情况下,随着激光功率的增加,涂层组织呈现长大趋势,稀释率呈现增大趋势。CrNiAlCoMoB_x系高熵合金涂层的组织和相结构相似,都是由简单固溶体相组成,涂层组织均由枝晶和网状共晶组成;在优化的工艺参数下制备的CrNiAlCoMoB_(0.5)高熵合金涂层宏观形貌最平整,光滑,连续。CrNiAlCoMoB_x系高熵合金涂层的硬度都较高,平均达到700HV_(0.2),其中CrNiAlCoMoB_(0.5)高熵合金涂层的硬度最高,最高硬度可达900HV_(0.2)。该配方涂层干摩擦磨损性能优于H13钢;在1 M的NaCl溶液、1 M的H_2SO_4溶液、1 M的NaOH溶液中,该配方涂层的耐腐蚀性能与304不锈钢相当,表现了良好的耐腐蚀性能。CrNiAlCoMoB_(0.5)高熵合金涂层经过300°C和550°C 4小时退火后,涂层组织和相组成未发生变化,但当对涂层进行800°C退火后,可以看到枝晶间析出大量的条状物相。涂层经过300°C、550°C以及800°C退火后硬度无明显变化,因此该涂层具有较好的抗高温软化性能。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG174.44

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