激光熔覆CoCrFeNiWx高熵合金涂层的组织及性能

马世忠, 孙荣禄, 牛伟, 谷米, 左润燕, 张连旺

表面技术 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (3) : 429-437.

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表面技术 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (3) : 429-437. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.03.041
激光表面改性技术

激光熔覆CoCrFeNiWx高熵合金涂层的组织及性能

  • 马世忠1, 谷米1, 左润燕1, 张连旺1, 孙荣禄2, 牛伟2
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Microstructure and Properties of CoCrFeNiWx High Entropy Alloy Coated by Laser Cladding

  • MA Shi-zhong1, GU Mi1, ZUO Run-yan1, ZHANG Lian-wang1, SUN Rong-lu2, NIU Wei2
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摘要

目的 研究W含量对激光熔覆CoCrFeNi高熵合金涂层组织及性能的影响。方法 采用RFL-C1000光纤激光器在45#钢表面制备CoCrFeNiWx(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8)高熵合金涂层,利用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等,对熔覆层的宏观形貌、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能进行分析和测试。结果 熔覆层与基材之间的润湿性较好。随着W元素含量的增加,涂层由单一的FCC相转变为FCC相+μ相(Fe7W6、Co7W6),微观组织由胞状晶转变为树枝晶,晶粒尺寸减小,且在x=0.8时出现了明显的共晶组织和大量μ相沉淀。熔覆层的显微硬度随着W含量的增加而增大,x=0.8时,熔覆层具有最高的显微硬度,达到432.02HV0.3,约为基材硬度的2.1倍,为CoCrFeNi熔覆层硬度的2.2倍。x=0.6时,涂层磨损量最小,仅为CoCrFeNi涂层磨损量的30.85%,平均摩擦因数最低,约为0.311。随着W元素含量的增加,涂层磨损机制由黏着磨损和磨粒磨损转变为磨粒磨损。结论 W元素的加入促进了μ相的生成,大幅提高涂层硬度,改善涂层的耐磨性能,强化机制为固溶强化、细晶强化和第二相强化。

Abstract

CoCrFeNiWx (x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8) high entropy alloy coating was prepared on the surface of 45# steel by laser cladding. The effect of W content on the microstructure and properties of the high entropy alloy coating was studied.

关键词

激光熔覆;高熵合金;W;CoCrFeNi;微观组织;显微硬度;摩擦磨损性能

Key words

laser cladding; high-entropy alloy; W; CoCrFeNi; microstructure; microhardness; tribological properties

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马世忠, 孙荣禄, 牛伟, 谷米, 左润燕, 张连旺. 激光熔覆CoCrFeNiWx高熵合金涂层的组织及性能[J]. 表面技术. 2023, 52(3): 429-437
MA Shi-zhong, SUN Rong-lu, NIU Wei, GU Mi, ZUO Run-yan, ZHANG Lian-wang. Microstructure and Properties of CoCrFeNiWx High Entropy Alloy Coated by Laser Cladding[J]. Surface Technology. 2023, 52(3): 429-437

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