铬铁原矿粉掺杂制备CrFeNiSiAl0.5 高熵合金涂层及其组织性能摘要
目的以40Cr钢为基体,制备掺杂铬铁原矿粉的CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层,提高其硬度与耐磨性。方法在Cr、Fe、Ni、Al、Si纯金属粉末中掺杂铬铁原矿粉,矿粉有效原子数分数为0%、5%、10%、15%时,采用激光熔覆技术,在40Cr钢基体上制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层。利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜,表征高熵合金涂层的物相结构及微观组织。利用硬度计、磨粒磨损机,对涂层的硬度及耐磨性能进行表征。结果不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层为单一的BCC相,铬铁原矿粉为10%时,出现FCC相。高熵合金涂层微观组织以胞状树枝晶为主,涂层与结合区存在明显分界,与基体呈良好的冶金结合。不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层平均硬度值为643.5HV;铬铁原矿粉为15%时,涂层平均硬度值为838.1HV,是基体的3.4倍。磨损率随铬铁原矿粉占比的增加而降低,铬铁原矿粉有效原子数分数为15%时,磨损率约为0.14mg/mm2,耐磨性能最好。结论在40Cr钢基体上成功制备出了以铬铁原矿粉为掺杂组元的高熵合金涂层,铬铁原矿粉的掺入,提升了CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层的硬度与耐磨性。
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