1083 / 2023-02-28 11:23:48

Ti、Al元素添加对FeCoCrNiCu0.3高熵合金涂层性能的影响

柱塞泵在含有大量腐蚀介质的海洋环境中，柱塞外表面与柱塞缸内壁之间组成的摩擦副会造成严重的摩擦磨损，同时柱塞外表面也会发生电化学腐蚀，影响柱塞泵的工作效率与使用寿命。为了提高柱塞外表面的性能，采用激光熔覆技术在其表面制备了FeCoCrNiCu_0.3、FeCoCrNiTiCu_0.3与FeCoCrNiAlCu_0.3高熵合金涂层。Ti、Al元素的添加促进了涂层相结构由面心立方结构(FCC)向体心立方结构(BCC)转变，变为BBC+FCC相，Al元素对促进高熵合金中BCC相的形成更有效果，使BCC相成为了合金的主导相。Ti、Al元素的加入使得熔覆区的枝晶组织更为细化并且枝晶间距减小。FeCoCrNiAlCu_0.3具有更高的显微硬度，最高为683.5HV_0.3。电化学实验、中性盐雾实验与干摩擦实验表明FeCoCrNiAlCu_0.3具有最好的耐腐蚀与耐磨性能。涂层的磨损机理随着Al元素的添加由疲劳磨损转变为磨粒磨损，Ti元素的加入使得涂层的磨损机理完全转变为疲劳磨损，Ti、Al元素对促进磨损机理的转变出现了相反的趋势。为了进一步探究合金涂层在腐蚀磨损交互作用下的耐磨性，在过饱和NaCl溶液中进行腐蚀磨损实验，FeCoCrNiAlCu_0.3同样具有最好的耐磨性，并且建立腐蚀磨损模型分析得出，在整个磨损过程中合金涂层的磨损明显加剧了电化学腐蚀的发生。