激光熔覆FeCoCrNiMn高熵合金涂层的工艺探索

王凯, 盛颖航, 高鹏, 崔彤, 李复丽, 王志全, 孙步功, 陈思颖, 李博, 国洪建

表面技术 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (9) : 175-188.

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表面技术 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (9) : 175-188. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2025.09.015
激光表面改性技术

激光熔覆FeCoCrNiMn高熵合金涂层的工艺探索

  • 王凯1, 盛颖航1, 高鹏1, 崔彤1, 孙步功1, 李复丽2, 王志全2, 陈思颖3, 李博4, 国洪建5
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Process Exploration of Laser Cladding FeCoCrNiMn High-entropy Alloy Coating

  • WANG Kai1, SHENG Yinghang1, GAO Peng1, CUI Tong1, SUN Bugong1, LI Fuli2, WANG Zhiquan2, CHEN Siying3, LI Bo4, GUO Hongjian5
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摘要

目的 优化FeCoCrNiMn高熵合金涂层的激光熔覆工艺参数,提升涂层的抗磨损和抗腐蚀性能。方法 利用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备FeCoCrNiMn高熵合金涂层,基于三因素三水平正交试验法对激光功率(600、800、1 000 W)、扫描速度(6、7、8 mm/s)、送粉速率(17、21、25 g/min)等3个关键工艺参数进行优化,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、光学显微镜表征涂层的微观组织结构。通过显微硬度计、摩擦磨损试验机及电化学工作站考察涂层的相关性能。以涂层的稀释率、显微硬度、磨损率、耐腐蚀性为性能指标,探索不同工艺参数对其性能指标的影响规律,以最佳工艺参数进行实验验证。结果 涂层的物相主要由单一的FCC相构成,组织主要由等轴晶和柱状晶构成,工艺参数对涂层综合质量的影响从大到小依次为激光功率、扫描速度、送粉速率,激光功率是涂层质量的主要影响因子。得到了FeCoCrNiMn高熵合金涂层的最佳工艺参数,激光功率为600 W,扫描速度为6 mm/s,送粉速率为25 g/min。结论 采用激光熔覆技术,可显著改善涂层的微观组织和性能,在最佳工艺参数下制备的FeCoCrNiMn高熵合金涂层的性能得到较大提升,可为316L不锈钢表面制备高质量的FeCoCrNiMn高熵合金涂层提供理论依据和技术参考。

Abstract

Laser cladding is an advanced surface modification technology, which can significantly improve the strength, thermal stability, radiation resistance, wear resistance, corrosion resistance and other properties of the matrix. Due to the complexity of laser cladding parameters and the direct impact on the quality of coatings, the traditional trial-and-error method used to explore the optimal cladding process parameters often affects the test process due to the shortcomings of high cost and low efficiency. The work aims to optimize the laser cladding process parameters of FeCoCrNiMn high-entropy alloy coatings based on the orthogonal test method, so as to improve the wear resistance and corrosion resistance of the coatings.

关键词

高熵合金涂层;激光熔覆技术;工艺参数;FeCoCrNiMn;正交实验法;工艺优化

Key words

high-entropy alloy coating; laser cladding technology; process parameters; FeCoCrNiMn; orthogonal experimental method; process optimization

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王凯, 盛颖航, 高鹏, 崔彤, 李复丽, 王志全, 孙步功, 陈思颖, 李博, 国洪建. 激光熔覆FeCoCrNiMn高熵合金涂层的工艺探索[J]. 表面技术. 2025, 54(9): 175-188
WANG Kai, SHENG Yinghang, GAO Peng, CUI Tong, LI Fuli, WANG Zhiquan, SUN Bugong, CHEN Siying, LI Bo, GUO Hongjian. Process Exploration of Laser Cladding FeCoCrNiMn High-entropy Alloy Coating[J]. Surface Technology. 2025, 54(9): 175-188

基金

国家自然科学基金(52265023,52175184);甘肃省高校产业支撑计划(2023CYZC-70);甘肃省自然基金重点项目(24JJRA528)

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