铬铁矿粉掺杂对CrFeNiAlSi高熵合金相及性能的影响

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单位1辽宁工程技术大学矿业学院;2营口理工学院材料科学与工程学院
来源稀有金属
出版年2022
期号第12期
摘要
采用铬铁矿粉为掺杂组元,选取与铬铁矿粉有效成分相近的Al,Cr,Fe,Ni,Si元素为高熵合金成分体系,综合激光烧结高能流密度的特点,利用激光烧结技术制备了CrFeNiAlSi高熵合金复合材料。运用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),显微硬度计及摩擦磨损机等试验设备,分析了铬铁矿粉对CrFeNiAlSi高熵合金复合材料物相结构、显微组织、密度和孔隙率、显微硬度、耐磨和抗高温氧化性能的影响。结果表明:CrFeNiAlSi高熵合金由体心立方(bcc)相组成,掺杂铬铁矿粉后由bcc相、面心立方(fcc)相、金属间化合物Cr5Si3相与铬铁矿相组成。掺杂铬铁矿粉含量为0时,合金显微硬度值为HV 803,合金单位面积磨损量为55.5 mg·cm-2。掺杂铬铁矿粉含量为6%时合金显微硬度值最大,HV为909,合金单位面积磨损量最小,为50.4 mg·cm-2。随着铬铁矿粉含量的增加,高熵合金的密度呈现出下降趋势,而孔隙率则逐渐上升。掺杂铬铁矿粉含量为10%时,合金的密度最小,为3.32 g·cm-3,孔隙率最大,达到29.43%。在氧化温度800℃下,随氧化时间延长,合金氧化增质一直呈抛物线趋势缓慢增加,呈现出优异的抗氧化性能。

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