目录
激光熔覆制备Ti x FeCoCrWSi高熵合金组织与性能研究...............................................................I 摘要......................................................................................................................................................I Abstract..............................................................................................................................................III 第一章绪论 (1)
1.1引言 (1)
1.2高熵合金 (2)
1.2.1高熵合金理论基础 (2)
1.2.2高熵合金特性 (4)
1.3高熵合金的制备方法 (8)
1.4高熵合金组织特点 (10)
1.5高熵合金的性能及应用 (13)
1.5.1高熵合金性能 (13)
1.5.2高熵合金的应用 (14)
1.5.3高熵合金国内外研究现状 (15)
1.6激光增材制造技术 (17)
1.6.1表面工程 (17)
1.6.2激光熔覆技术历史沿革 (18)
1.6.3激光熔覆制备高熵合金 (20)
1.7本文的研究意义及研究内容 (21)
1.7.1研究意义 (21)
1.7.2研究目的及内容 (22)
1.7.3工艺流程 (23)
第二章实验材料与试验方法 (24)
2.1实验材料 (24)
2.1.1实验基体材料 (24)
2.1.2高熵合金涂层成分设计 (24)
2.2试样的制备 (26)
2.3试验方法 (27)
2.3.1高熵合金涂层组织结构分析 (27)
2.3.2高熵合金涂层性能特性表征 (28)
第三章激光熔覆工艺参数的优化 (30)
3.1激光熔覆功率对高熵合金涂层组织的影响 (30)
3.2激光熔覆扫描速度对高熵合金涂层组织的影响 (32)
第四章实验结果与分析 (35)
4.1激光熔覆高熵合金TixFeCoCrWSi涂层的微观组织 (35)
4.2激光熔覆高熵合金Ti x FeCoCrWSi涂层的物相分析。 (37)
4.3激光熔覆高熵合金Ti x FeCoCrWSi涂层的微观结构分析及微区成分分析 (38)
4.4激光熔覆高熵合金TixFeCoCrWSi涂层的硬度 (43)
4.5激光熔覆高熵合金TixFeCoCrWSi涂层磨损性能 (44)
4.6激光熔覆高熵合金Ti x FeCoCrWSi涂层电化学腐蚀性能 (46)
第五章WC颗粒对激光熔覆高熵合金SiFeCoCrTi涂层的组织及性能的影响 (49)
5.1高熵合金涂层微观组织分析 (49)
5.2高熵合金涂层性能研究 (51)
5.2.1高熵合金涂层的显微硬度 (51)
5.2.2高熵合金涂层的耐磨性能 (52)
第六章稀土氧化物Y2O3对激光熔覆高熵合金FeCoCrWSi涂层组织及性能的影响 (54)
6.1高熵合金涂层物相分析 (54)
6.2高熵合金熔覆层组织形貌 (54)
6.3高熵合金涂层的性能 (57)
6.3.1高熵合金涂层的显微硬度 (57)
6.3.2高熵合金涂层的耐磨性能 (57)
第七章结论及展望 (60)
7.1结论 (60)
7.2展望 (61)
参考文献 (62)
致谢 (68)
攻读硕士学位期间科研成果 (69)
激光熔覆制备Ti x FeCoCrWSi高熵合金组织
与性能研究
摘要
高熵合金因其超越传统的独特设计理念及优异性能，备受人们的关注，高熵合金从提出至今，仅仅几十年的时间，但已经有了很大的突破，部分高熵合金已经开始应用。目前主要采用传统熔铸方法制备块体高熵合金，对于高熵合金涂层的研究较少。
为了获得高性能的涂层，本文采用激光熔覆的方法在45#钢表面制备Ti x FeCoCrWSi系高熵合金及SiFeCoCrTi+WC、FeCoCrWSi+Y2O3高熵合金基复合涂层，并利用光学金相显微镜（OM）、X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、显微硬度计、摩擦磨损试验机及电化学工作站分别研究了涂层试样的微观结构、物相、组织成分、硬度、磨损性能及腐蚀性能。
实验结果表明，高熵合金Ti x FeCoCrWSi涂层主要由树枝晶组成，适量的Ti （摩尔比x=0.5~1.5）能够促进晶粒的细化，同时Ti的添加有利于促进BCC固溶相的形成，当Ti含量（x=2）涂层中金属间化合物大量减少。此外，EDS分析可知Cr和W主要在枝晶富集，Fe、Co和Ti在晶界偏聚，随着Ti含量的增加，基体中Fe的稀释率升高。高熵合金Ti x FeCoCrWSi涂层平均硬度在500~800HV 之间,随着Ti元素的增加，涂层的平均硬度下降，未添加Ti时涂层的硬度为779.5HV0.2，而当Ti含量增加到x=2时，硬度降到529.8HV0.2。高熵合金涂层Ti0、Ti0.5、Ti1、Ti1.5、Ti2磨损率分别为0.7×E-5g/min、3.67×E-4g/min、2.23×E-4g/min、10.8×E-4g/min、18.9×E-4g/min，随着Ti含量的增大磨损率增大，耐磨性能降低;电化学实验表明：未添加Ti时，腐蚀电位为-526.914mV，腐蚀电流为16.352uA,腐蚀电流较大，腐蚀电位较小(较负)，耐腐蚀性能较差；而高熵合金Ti2FeCoCrWSi （x=2时）涂层腐蚀电位为-414.77mV，腐蚀电流为2.067uA，涂层的腐蚀电位E coor最大（即最正），而腐蚀电流I coor最小，说明高熵合金Ti2FeCoCrWSi的耐
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