激光熔覆高熵合金涂层的研究进展

高熵合金研究现状李工;崔鹏;张丽军;张梦迪【摘要】High entropy alloys have much excellentmechanical,physical,chemical and prosperity application properties compared with the traditional materials.It has become one of the most important research topic in the materials science.The four effects and several preparation methods of high entropy alloys are covered in this paper.The research progress in high entropy alloys are introduced emphatically,and the applications are described according to the characteristics of high entropy alloys.The prospect of high entropy alloys for the future development is also presented.%高熵合金具有比传统合金更为优异的机械、物理、化学性能,有极为广泛的应用前景,是目前材料科学领域研究的一大热点.本文概述了高熵合金理论领域取得的研究进展,并根据其相关特性介绍了高熵合金的制备工艺以及应用,最后对高熵合金理论研究及实际应用的未来发展趋势进行了展望.【期刊名称】《燕山大学学报》【年(卷),期】2018(042)002【总页数】10页(P95-104)【关键词】高熵合金;制备工艺;研究进展;应用【作者】李工;崔鹏;张丽军;张梦迪【作者单位】燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004;燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004;燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004;燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TQ1520 引言近年来，高熵合金吸引了越来越多材料研究工作者的关注。

难熔高熵合金研究进展摘要高熵合金概念的提出开拓了研究者们设计合金的思路，混合的高熵可以稳定晶体结构相对简单的类固溶体相，而不是形成传统意义上复杂的金属间相。

因此，高熵合金的组成虽然复杂，但其微观结构简单。

难熔高熵合金组成元素大多为高熔点元素，同时具有高熵合金的特性，表现出优异的高温性能，成为非常有潜力的高温合金之一，引起国内外研究者的广泛关注。

本文介绍了难熔高熵合金的微观组织结构及相组成；室温和高温下的力学性能及强化机理、高温抗氧化性和耐磨性能；最后对难熔高熵合金的应用前景进行了展望。

关键词：难熔高熵合金；显微组织；力学性能；耐磨性；高温抗氧化性1 引言近年来，航天和军工事业的高速发展，对高温结构材料广泛需求的同时，也对其性能提出了更高的要求。

传统镍基高温合金在自身熔点的制约下，使用温度已接近材料极限，因此开发一种新型的超高温超强度合金既符合发展需要有具有实际意义。

受到高熵合金设计理念的启发，难熔高熵合金首次在2010年由O.N.Senkov提出[1]。

难熔高熵合金优异的高温力学性能得益于难熔元素的低扩散速率和较高的再结晶阻力，此外高熵合金的晶格畸变和BCC结构的高强度也有一定作用。

但其劣势在于，BCC结构的难熔高熵合金在室温下呈现的是脆性，在一定程度上限制了其进一步的应用。

本文介绍了难熔高熵合金的组织结构及相组成；室温和高温下的力学性能及强化机理、高温抗氧化性和耐磨性能；最后对难熔高熵合金的应用前景进行了展望。

2 难熔高熵合金组织结构早期的难熔高熵合金全部由促进BCC结构稳定的难熔合金元素构成，且元素之间大多都为等摩尔或近等摩尔比例混合，如WNbTaMo[2]。

这类合金起初大多采用电弧熔炼技术制备成铸锭，具有单一BCC晶体结构，微观组织为典型的树枝晶，合金表现出非常高的强度。

根据在BCC基体上析出的金属间化合物的结构类型，可将这类析出强化的难熔高熵合金细分为Laves相强化的合金系列和共格BCC/B2强化的合金系列两类。

材料研究与应用 2024，18（1）：157‐165Materials Research and ApplicationEmail ：clyjyyy@http ：//mra.ijournals.cn 激光熔覆涂层对高锰钢耐磨性能的影响韩纪鹏1,2,赵德刚1*,刘国祥2,张文彬2,陈小伟2（1.济南大学材料科学与工程学院，山东 济南 250022； 2.浙江武精机器制造有限公司，浙江 金华 321200）摘要： 使用FeCrVSi 和Ni+WC 涂层粉末，在高锰钢材料表面成功制备了激光熔覆涂层，并对涂层组织形貌、显微硬度和耐磨性进行了研究。

结果表明，两种涂层均可提升高锰钢基体的耐磨性和显微硬度，Fe‐CrVSi 涂层对基材性能的提升更佳，添加FeCrVSi 和Ni+WC 涂层的材料表面磨损量分别降低9.5%和6.3%，硬度分别为470—550 HV 和500—630 HV ，高于基体的250 HV ，这主要源于合金元素的固溶强化作用和激光熔覆过程的激冷效果。

在高应力载荷冲击过程中，涂层为高锰钢提供了第一层防护，以高硬度质点抵抗磨料破坏；同时，表层基材发生塑性变形和强化，产生形变诱导马氏体和栾晶硬化，提供了很高的硬化效应，在协同强化的作用下为高锰钢提供了更高的强度和硬度，提升了其耐磨性能。

关键词： 激光熔覆；高锰钢；涂层；耐磨性；碳化物；硬化效应；协同作用；激冷效果中图分类号：TG156；TB114 文献标志码： A 文章编号：1673-9981（2024）01-0157-09引文格式：韩纪鹏，赵德刚，刘国祥，等.激光熔覆涂层对高锰钢耐磨性能的影响［J ］.材料研究与应用，2024，18（1）：157-165.HAN Jipeng ，ZHAO Degang ，LIU Guoxiang ，et al.Influence of Laser Cladding Coating on Wear Resistance Property of High Mn Steel ［J ］.Materials Research and Application ，2024，18（1）：157-165.0　引言高锰钢具有优异的耐磨性能及较低的成本，广泛应用于矿山、机械、冶金、铁路、电力等行业中，如破碎机的衬板、动锥、定锥、锤头等。

钛合金高温氧化防护涂层研究现状与发展趋势作者：李杨来源：《科技传播》2013年第18期摘要钛合金具有高比强度、优良的耐蚀性，在现代航空航天、军事工业、民用工业中占据越来越重要的位置。

但钛合金自身抗高温氧化性差的缺点限制了其进一步应用。

本文综述了能改善钛合金抗高温氧化性的表面处理技术，包括：磁控溅射、激光表面处理等单一表面处理技术；复合表面处理技术；纳米技术与传统表面处理技术结合的先进技术。

关键词钛合金；表面处理；抗高温氧化性中图分类号TU5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0088-030 引言钛合金作为一种新型的轻金属材料，具有比强度高、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、海洋工程、石油化工、医疗卫生、军事工业等领域。

由于其特性优异，钛合金常作为航空器、汽轮机等的高温部件使用。

但是，由于高温氧化问题导致机械性能严重下降，使得钛合金的应用温度被限制在以下。

当使用温度在以上时，无保护性的氧化膜的形成使钛合金抗氧化性降低。

此外，氧气通过氧化膜快速扩散并溶解于基体合金，使基体合金表面产生脆性层，使合金的力学性能恶化并增加开裂倾向。

因此，通过适当的表面处理提高钛合金的抗高温氧化性是非常必要的。

针对钛合金高温抗氧化性的改善，国内外研究者应用不同的涂层技术开展了研究，本文综述了提高钛合金高温抗氧化性的不同表面涂层技术及其原理，介绍了钛合金高温氧化防护涂层的研究现状及发展趋势。

1 表面处理技术1.1单一表面处理技术1.1.1磁控溅射溅射是用带电粒子轰击靶材，加速的离子轰击固体表面时，发生表面原子碰撞并发生能量和动量的转移，使靶材原子从表面逸出并淀积在衬底材料上的过程。

而磁控溅射是在辉光放电的两极之间引入磁场，增加气体的离化率，降低溅射气压。

Reinhold Braun等人[2]采用磁控溅射的方法在合金上制备涂层，研究表明由于在涂层表面形成了连续的抗氧化层，使得涂层在950时仍具有良好的抗高温氧化性。

高熵合金的特点及其制备技术摘要：高熵合金是2004年由叶均蔚提出的一种新的合金设计方法，在过去的10多年里，被广泛的研究，取得了相当多的研究成果。

高熵合金由多种含量相近的主元混合而成，由于主元数增多，混合熵增加，混产生独特的高熵效应，并抑制金属间化合物和其他有序相的生成。

高熵合金的强化机制以固溶强化为主，部分高熵合金还存在第二相弥散强化。

高熵合金的制备方法主要是真空电弧熔炼，还有很多新的制备方法有待探究。

关键词：高熵合金高熵效应强化机制制备方法传统的合金都是基于一种或者两种金属为主体，通过添加其他合金元素来获得所需要的性能。

即使是大尺寸非晶材料，其设计理念也是以多种元素构成基体再添加其他合金元素。

在2004年的时候，叶均蔚提出了一种新的合金设计理念——多主元高熵合金，这种合金一般含有五种或五种以上的合金元素，且每种合金元素含量都在5%以上，没有任何一种元素占绝对多数[1][2]。

一、高熵效应按照传统的经验，合金元素在合金中的固溶量是有限的。

随着合金元素含量的增加，合金中出现复杂结构的金属间化合物及复杂相，这容易使合金的脆性增加。

但是在高熵合金中，尽管添加了如此多的合金元素，其晶体结构依然能够维持相对简单的FCC或BCC固溶体结构，同时还具有很多优于传统合金的独特性能，而这一切都得益于于高熵效应。

在高熵合金中，当元素数目较多而导致合金系统的混合熵高于形成金属间化合物的熵变时,高熵效应就会抑制金属间化合物的出现，而促使元素间的混合，最终形成体心立方结构（BCC）或面心立方结构（FCC）等较为简单的结构[1][2]。

根据玻尔兹曼熵的计算公式：S=klnΩ，熵值取决于体系的混乱程度。

当各种元素以等原子比混合时，其混合熵的计算公式：ΔS= Rln(n)，其混合熵ΔS值随元素种类数量的增加而增加。

当n=2时，ΔS=0.693R；当n=5时，ΔS=1.61R；当n=6时，ΔS= 1.79R。

当n大于5时，这一值已经和很多金属间化合物的形成焓与形成温度的比值（ΔH /T m）接近。

高熵合金制备方法进展一、本文概述随着材料科学的快速发展，高熵合金作为一种新型金属材料，因其独特的性能和设计理念，在近年来引起了广泛关注。

高熵合金，又称为多主元合金，突破了传统合金的设计理念，通过组合多种主要元素，形成固溶体，从而展现出优异的力学、物理和化学性能。

本文旨在全面概述高熵合金的制备方法及其最新进展，以期对高熵合金的进一步研究与应用提供有益的参考。

本文将首先介绍高熵合金的基本概念、特点及其应用领域，为后续制备方法的分析提供理论基础。

随后，将重点综述目前常见的高熵合金制备方法，如熔炼法、粉末冶金法、机械合金化法等，并分析各方法的优缺点及适用范围。

还将探讨新兴制备方法，如增材制造技术在高熵合金制备中的应用及其前景。

本文将总结高熵合金制备方法的最新进展，并展望未来的发展趋势。

通过不断优化制备方法，提高高熵合金的性能和稳定性，有望为航空航天、能源、生物医学等领域提供更为先进和可靠的材料解决方案。

二、高熵合金制备方法概述高熵合金作为一种新型金属材料，其制备方法在近年来得到了广泛的研究和发展。

目前，高熵合金的制备方法主要包括熔炼法、粉末冶金法、机械合金化法以及溅射法等。

这些方法各有优缺点，适用于不同的高熵合金体系和应用场景。

熔炼法是最常用的一种高熵合金制备方法，包括真空感应熔炼、电弧熔炼等。

这种方法通过高温熔化各组分金属，然后冷却凝固得到高熵合金。

熔炼法操作简单，成本低，适用于大规模生产。

然而，由于熔炼过程中易产生元素挥发、偏析等问题，因此制备出的高熵合金成分均匀性较差。

粉末冶金法是一种通过粉末混合、压制、烧结等步骤制备高熵合金的方法。

这种方法可以有效地控制合金的成分均匀性，避免元素挥发和偏析等问题。

同时，粉末冶金法还可以制备出具有特殊结构和性能的高熵合金，如纳米晶、非晶等。

但是，粉末冶金法工艺流程复杂，成本较高，限制了其在大规模生产中的应用。

机械合金化法是一种通过高能球磨等机械方式制备高熵合金的方法。

高熵合金材料浅述摘要：随着现代科技的飞速发展，传统合金设计已经进入了瓶颈期，逐渐无法满足人们对于金属材料性能的需求。

已有大量研究表明，高熵合金具有许多特殊的物理、化学和力学性能，如高的组织稳定性、优异的高低温力学性能、耐腐蚀、抗氧化、抗辐照等，在国防安全、航空航天、核工业等领域都具有重要的应用前景[1-3]。

关键词：高熵合金；耐高温；抗辐照1、高熵合金的研究现状1.1高熵合金的定义高熵合金（High-entropy alloys）简称HEA，也被称为多主元合金、成分复杂合金，2004年由叶均蔚教授最早提出[4-5]，由多种元素以近似等摩尔比含量形成的具有简单晶体结构的合金，确保了高熵合金中每一组元都不占据绝对的主导地位，各元素含量较为接近，各元素互为溶质和溶剂，没有溶质、溶剂之分，每一组元的特征属性都会影响高熵合金的微观组织和性能[6-8]，如图1所示。

1.2高熵合金的特性对于目前的高熵合金研究进行总结，与传统单元或者二元合金相比，研究人员分别从高熵合金形成的热力学、动力学、高熵合金结构和性能4个方面，归纳出了高熵合金独特的“四大效应”[9]。

1.热力学上的高熵效应。

一般来说，随主元数增加，传统合金会倾向于生成金属间化合物。

而高熵合金却与之相反，倾向于形成简单相，这主要是受高熵效应的影响。

2.组织结构上的晶格畸变效应。

受高熵效应用，高熵合金通常为固溶体相，因此在点阵晶格中，各组元原子占据位置的概率是相同的。

但是，不同组元的原子在尺寸、电负性和化学键等属性上存在差异，在占据点阵位置时，晶格会产生膨胀或收缩。

图1 高熵合金在三元相图中的区域位置（3）动力学上的迟滞扩散效应。

在高熵合金的铸造凝固过程中，相分离被抑制而延迟至低温发生，这种现象被称为迟滞扩散效应。

简单固溶体的产生是由相变决定的。

在相变过程中，各组元原子需通过协同扩散来实现分相。

而在熔融状态下，各组元原子处于混乱状态，这种有顺序的协同扩散无疑会阻碍原子扩散，抑制晶核长大。

《激光熔覆316L不锈钢微纳米金属陶瓷涂层组织和性能研究》一、引言激光熔覆技术作为一种先进的表面工程技术，已经在制造业中得到了广泛的应用。

通过激光熔覆技术，可以在金属基材上制备出具有优异性能的涂层，提高基材的耐磨、耐腐蚀、抗氧化等性能。

本文以316L不锈钢为基材，研究了激光熔覆微纳米金属陶瓷涂层的组织和性能，为进一步应用该技术提供理论依据。

二、实验材料与方法1. 实验材料实验所用基材为316L不锈钢，涂层材料为微纳米金属陶瓷粉末。

粉末的成分和粒度对涂层的组织和性能有着重要影响，因此需选用合适的粉末。

2. 实验方法采用激光熔覆技术，将金属陶瓷粉末熔覆在316L不锈钢基材上。

通过调整激光功率、扫描速度、粉末涂层厚度等参数，研究不同工艺参数对涂层组织和性能的影响。

三、涂层组织研究1. 显微组织观察通过扫描电子显微镜（SEM）观察涂层的显微组织，分析涂层的形貌、晶粒大小、分布等情况。

结果表明，激光熔覆过程中，金属陶瓷粉末与基材之间发生了冶金结合，形成了致密的涂层。

随着激光功率的增加和扫描速度的降低，晶粒尺寸逐渐增大。

2. 物相分析通过X射线衍射（XRD）分析涂层的物相组成。

结果表明，涂层主要由金属陶瓷相和基材相组成，且随着粉末中金属陶瓷含量的增加，金属陶瓷相的含量也增加。

此外，涂层中还可能存在少量的氧化物和其他杂质相。

四、涂层性能研究1. 耐磨性能通过摩擦磨损试验机测试涂层的耐磨性能。

结果表明，激光熔覆微纳米金属陶瓷涂层具有优异的耐磨性能，明显高于基材。

随着激光功率的增加和扫描速度的降低，涂层的耐磨性能先增加后降低。

这主要是由于在合适的工艺参数下，涂层具有致密的显微组织和较小的晶粒尺寸，从而提高了涂层的耐磨性能。

2. 耐腐蚀性能通过电化学腐蚀试验测试涂层的耐腐蚀性能。

结果表明，激光熔覆微纳米金属陶瓷涂层具有较好的耐腐蚀性能，其腐蚀电流密度和腐蚀速率均低于基材。

此外，涂层的耐腐蚀性能还与其成分、显微组织、晶粒尺寸等因素有关。

第４３卷第６期２０２１年１１月沈　阳　工　业　大　学　学　报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ ４３Ｎｏ ６Ｎｏｖ ２０２１收稿日期：２０２０－０３－１６．基金项目：辽宁省自然科学基金项目（２０１９－ＭＳ－２４７）；辽宁省兴辽英才项目（ＸＬＹＣ１８０７１７８）．作者简介：张楠楠（１９８０－），男，辽宁鞍山人，副教授，博士，主要从事材料表面强化技术等方面的研究．本文已于２０２１－１１－０８０９∶５６在中国知网优先数字出版．网络出版地址：ｈｔｔｐ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２１．１１８９．Ｔ．２０２１１１０５．１１２７．０１８．ｈｔｍｌｄｏｉ：１０．７６８８／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１６４６．２０２１．０６．０８ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶ高熵合金涂层制备及力学性能张楠楠，郝德喜，马永亮，金冰倩，李德元（沈阳工业大学材料科学与工程学院，沈阳１１０８７０）摘　要：为了加强机械零部件的表面耐磨防护，采用等离子喷涂后激光重熔方法在Ｑ２３５钢基体上制备了不同Ｖ含量的ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶＸ高熵合金涂层，测试了涂层的硬度和耐磨性．结果表明：合金涂层呈现出典型的枝晶和枝晶间组织，且在枝晶间组织附近出现了条状ＣｒＶ相；Ｖ含量较低时，合金涂层为ＦＣＣ＋ＢＣＣ双相结构；随着Ｖ含量的增加，合金涂层转变为单相ＢＣＣ结构；在Ｖ含量升高的同时，合金涂层的硬度和耐磨性都随之提高；当Ｖ摩尔值为１ ０时，涂层平均硬度达到了６２７ ４３ＨＶ，此时涂层磨损失重最小，磨损机制表现为磨料磨损以及轻微氧化磨损．关　键　词：等离子喷涂；激光重熔；高熵合金；ＣｒＶ相；金属间化合物；晶格畸变；磨料磨损；氧化磨损中图分类号：ＴＧ４０６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－１６４６（２０２１）０６－０６４１－０５ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓＺＨＡＮＧＮａｎ ｎａｎ，ＨＡＯＤｅ ｘｉ，ＭＡＹｏｎｇ ｌｉａｎｇ，ＪＩＮＢｉｎｇ ｑｉａｎ，ＬＩＤｅ ｙｕａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒｔｓ，ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶＸｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖａｎａｄｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｏｎＱ２３５ｓｔｅｅｌｓｕｂｔｒａｔｅｂｙａｌａｓｅｒｒｅｍｅｌｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｆｔｅｒｐｌａｓｍａｓｐｒａｙｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓｐｒｅｓｅｎｔｔｙｐｉｃａｌｄｅｎｄｒｉｔｉｃａｎｄｉｎｔｅｒｄｅｎｄｒｉｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ａｎｄｓｔｒｉｐ ｓｈａｐｅｄＣｒＶｐｈａｓｅｓａｐｐｅａｒｎｅａｒｔｈｅｉｎｔｅｒｄｅｎｄｒｉｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｖａｎａｄｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｉｓｌｏｗ，ｔｈｅａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｐｒｅｓｅｎｔｓａｄｕａｌ ｐｈａｓｅＦＣＣ＋ＢＣＣｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｓｔｈｅｖａｎａｄｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓｃｈａｎｇｅｔｏａｓｉｎｇｌｅ ｐｈａｓｅＢＣＣｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓｇｅｔｉｍｐｒｏｖｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｖａｎａｄｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔ．Ｗｈｅｎｔｈｅｍｏｌｅｖａｌｕｅｏｆｖａｎａｄｉｕｍｒｅａｃｈｅｓ１ ０，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｃｏａｔｉｎｇｉｓ６２７ ４３ＨＶ．Ａｔｔｈｉｓｓｔａｔｅ，ｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗｅａｒｌｏｓｓｉｓｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔ，ａｎｄｔｈｅｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｄｅｍｏｎｔｒａｔｅｓａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒａｎｄｓｌｉｇｈｔｏｘｉｄａｔｉｏｎｗｅａｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｓｍａｓｐｒａｙｉｎｇ；ｌａｓｅｒｒｅｍｅｌｔｉｎｇ；ｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙ；ＣｒＶｐｈａｓｅ；ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ；ｌａｔｔｉｃｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ；ａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒ；ｏｘｉｄａｔｉｏｎｗｅａｒ 近年来，多种元素以等原子比或近等原子比组合而成的新型合金系统，即高熵合金（ＨＥＡｓ）越来越引起人们的关注［１］．高熵合金由五种及五种以上主要元素组成，每种元素原子分数为５％～３５％［２］．由于元素种类较多，高熵合金拥有传统合金所不具备的特性，即高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和鸡尾酒效应．与传统合金相比，由于具有热力学上的高熵效应，高熵合金中不会形成复杂的金属间化合物［３］，合金相结构主要为单相ＢＣＣ、ＦＣＣ或ＢＣＣ＋ＦＣＣ混合结构，使得高熵合金具有许多优异性能，如高硬度［４］、高强度［５］、较好的耐磨性［６］、良好的耐腐蚀性［７］和较好的高温性能［８］．ＡｌＣｏＣｒＣｕ０ ５Ｎｉ、ＡｌｘＣｏＣｒＣｕＦｅＮｉ高熵合金，可用作高速切削刀具、耐火骨架以及涡轮叶片［９］．在众多成分体系中，有关ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶ高熵合金的研究逐渐开展起来．相关研究［１０］表明，Ｖ元素可以细化晶粒组织，促使ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶ高熵中出现δ相，并且可以提高合金耐腐蚀性能，这对于合金性能的提高具有非常积极的作用．但在涂层制备加工领域，有关Ｖ元素对ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶ高熵合金成分组织和性能影响的研究较少，相应变化规律尚不明确．因此，本文在ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉ高熵合金中添加Ｖ元素，研究其对合金组织和力学性能的影响，以期将高熵合金应用于涂层制备领域，进而提高机械零部件的表面防护效果，并为后续研究提供一定的理论基础．１　试验方法１ １　试样制备方法基体选用尺寸为１００ｍｍ×１００ｍｍ×１０ｍｍ的Ｑ２３５钢板，喷涂前对钢板表面进行喷砂处理，以去除油污并增大表面粗糙度．利用纯度为９９ ６％的球形纯金属粉末（购自长沙天久金属材料有限公司）制备喷涂用合金粉末．按照一定摩尔比配制好后，利用ＫＱＭ Ｘ型行星式球磨机进行球磨处理，转数约为２００ｒ／ｍｉｎ、球磨时间为１０ｈ．喷涂前采用烘干箱烘干合金粉末．利用Ｐｒａｘａｉｒ３７１０型等离子喷涂设备喷涂合金粉末，喷涂电流为６００Ａ，喷涂电压约为４２Ｖ，氩气流量为４８Ｌ／ｍｉｎ，送粉盘转速为０ ６５ｒ／ｍｉｎ，喷涂厚度约为１ ５ｍｍ．后续进行激光重熔处理，激光功率为１６００Ｗ，扫描速度为１０ｍｍ／ｓ．１ ２　试样组织及性能分析方法采用线切割方法获得尺寸为１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ的试样后进行抛光，待试样无明显划痕后使用王水腐蚀１０ｓ，利用带有能谱仪（牛津Ｘ８０，英国）的扫描电子显微镜（Ｑ４５Ｗ７，美国）进行组织成分分析．同时对试样进行Ｘ射线（岛津７０００，日本）检测，衍射角度为２０°～９０°，扫描速度为８（°）／ｍｉｎ．采用ＨＶＳ ５型维氏硬度计（莱州得川实验仪器有限公司，中国）对涂层进行硬度检测，测试面选取试样截面，载荷为１ｋｇ，加载时间为１０ｓ．利用多功能试验机（ＭＦＴ ４０００，中国）对各试样进行往复摩擦磨损试验，摩擦球头选择直径为３ｍｍ的氮化硅小球，载荷为１０Ｎ，加载时间为３０ｍｉｎ，得到试样的摩擦系数曲线．随后采用扫描电子显微镜（日立Ｓ３４００，日本）对磨损表面进行形貌分析．２　结果与讨论２ １　合金涂层的相组成图１为激光重熔ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶＸ（Ｘ为摩尔值，Ｘ＝０、０ ２、０ ４、０ ６、０ ８、１ ０）高熵合金涂层的ＸＲＤ图谱．由图１可见，当Ｖ元素添加较少时，合金涂层主要由｛Ｆｅ，Ｎｉ｝固溶体构成，该固溶体为ＦＣＣ结构，合金涂层中还有少量Ａｌ１３Ｃｏ４金属间化合物．随着Ｖ含量的添加，合金涂层转变为ＢＣＣ结构，但仍由｛Ｆｅ，Ｎｉ｝固溶体组成，特别是当Ｖ摩尔值为０ ８和１ ０时，合金涂层中Ａｌ１３Ｃｏ４的衍射峰逐渐增多．图１　高熵合金涂层ＸＲＤ图谱Ｆｉｇ １　ＸＲＤｓｐｅｃｔｒａｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓ２ ２　合金涂层的组织图２为重熔后高熵合金涂层的组织形貌．由图２可见，合金涂层组织呈现典型的枝晶（ＤＲ）和枝晶间（ＩＤ）组织，并且可以看到合金涂层组织存在由柱状晶向树枝晶，再到等轴晶的转变趋势．未添加Ｖ元素时，合金涂层组织为柱状晶组织，且晶粒较大．当Ｖ摩尔值为０ ２和０ ４时，合金涂层具有明显的树枝晶组织，且组织得到明显细化．当Ｖ摩尔值增加到０ ８和１ ０时，合金涂层组织转变为明显的等轴晶组织，且当Ｖ摩尔值为１ ０时，组织更为细小．此外，当Ｖ摩尔值为０ ８时，合金涂层枝晶间出现了一些白色条状组织，而当Ｖ摩尔值为１ ０时，合金涂层中出现的白色条状组织数量更多、形貌更细小，且大多分布在晶界附近．２４６沈　阳　工　业　大　学　学　报 第４３卷图２　高熵合金涂层显微组织Ｆｉｇ ２　Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓ当Ｖ摩尔值为０ ６和１ ０时，合金涂层的枝晶间组织经放大后的形貌如图３所示，当Ｖ摩尔值为１ ０时，合金涂层的能谱面扫描结果如图４所示．由图３可见，当Ｖ摩尔值为０ ６时，合金涂层组织中出现了聚集在一起的较多白色块状ＣｒＶ相，并且还出现了一些随机分布在组织中的针状ＣｒＶ相．这种ＣｒＶ相本质上属于一种硬脆相，能够提升组织强度的同时也会使得合金涂层损失一部分塑性［１１］．此外，在合金涂层组织中还出现了较大的黑色块状富Ａｌ相．当Ｖ摩尔值增加到１ ０时，除了在晶界上析出了条状ＣｒＶ相外，同样在枝晶间组织附近出现了针状ＣｒＶ相．理论上这种针状ＣｒＶ相在合金涂层变形时能够阻碍位错运动，进而提高合金涂层强度．但由于此时合金涂层晶界上析出了条状富Ｃｒ相，割裂了基体，因而实际上并不利于合金涂层性能的提高．结合图２可知，当Ｖ摩尔值超过０ ６时，合金涂层组织转变为细小的等轴晶，这有利于提高合金涂层的性能，但随着Ｖ含量的持续增加，当晶界上析出的ＣｒＶ相较多时，又会割裂基体，使得材料脆性较大．２ ３　合金涂层显微硬度测试图５为合金涂层维氏硬度曲线．由图５可见，随着距离涂层顶部距离的增加，合金硬度值稍有下降，这是由激光重熔特点导致的．距离涂层顶部越近，温度梯度越小，冷却速度越快，晶粒不容易图３　高熵合金涂层枝晶间组织Ｆｉｇ ３　Ｉｎｔｅｒｄｅｎｄｒｉｔｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓ图４　高熵合金涂层能谱面扫描结果Ｆｉｇ ４　ＳｕｒｆａｃｅｓｃａｎｎｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｂｙＥＤＳｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓ长大，从而使得晶粒较为细小，因而合金涂层硬度较高．随着Ｖ含量的增加，合金硬度逐渐提高．当不添加Ｖ元素时，合金平均硬度为５１９ ７ＨＶ，当Ｖ摩尔值为０ ２时，合金涂层平均硬度为５４５ １５ＨＶ，当Ｖ摩尔值增加到１ ０时，合金涂层硬度达到了６２７ ４３ＨＶ，与未添加Ｖ元素时相比，平均硬度提高了约１０８ＨＶ．３４６第６期 张楠楠，等：ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶ高熵合金涂层制备及力学性能图５　高熵合金涂层维氏硬度曲线Ｆｉｇ ５　Ｖｉｃｋｅｒｓｈａｒｄｎｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓ对于合金涂层组织而言，硬度的提高首先是由添加Ｖ元素所引起的晶格畸变导致的．该高熵合金为六元高熵合金，所含元素众多，Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｖ的原子半径分别为０ １４３、０ １２５、０ １２８、０ １２６、０ １２４、０ １３４ｎｍ，Ｖ元素原子半径仅次于Ａｌ元素．随着Ｖ元素的添加，合金的晶格畸变越来越严重，而晶格畸变属于第三类内应力，其作用范围约为几十到几百纳米．相关研究［１２－１３］表明，合金的硬度随着残余应力的减小而降低，这是由晶体中的缺陷，包括空位、间隙原子或位错产生的．这些缺陷在合金受到载荷时可以阻碍变形产生的位错继续运动，从而提高合金强度．另一方面，合金相结构的改变也会改变合金性能，由ＸＲＤ分析结果可知，随着Ｖ元素的增加，合金晶体结构由ＦＣＣ结构转变为ＢＣＣ结构．虽然ＢＣＣ结构滑移系较多，但ＢＣＣ结构位错宽度较小，使得位错运动需要克服点阵阻力，即派纳力较大，从而使得ＢＣＣ结构表现出硬脆特性．以上两方面的原因使得合金涂层强度提高．除此之外，枝晶间组织中针状硬脆组织ＣｒＶ相的存在也在一定程度上提高了合金涂层的强度．２ ４　合金涂层摩擦磨损性能图６为合金涂层的摩擦磨损系数曲线．由图６可见，随着Ｖ含量的增加，合金涂层的摩擦系数逐渐下降，各成分合金涂层的平均摩擦系数分别为０ ５４２、０ ５１９、０ ４１５、０ ４０８、０ ３６４、０ ３３２．当Ｖ含量较少，特别是不添加Ｖ元素时，摩擦系数波动较大．随着Ｖ含量的增加，合金涂层的摩擦系数越来越稳定，说明此时合金涂层性能差异较小，综合性能较好．表１为不同Ｖ含量的高熵合金涂层经摩擦磨损试验后的磨损失重统计结果．由表１可见，未添加Ｖ元素时，合金涂层磨损失重为０ ０２５８ｇ．随着Ｖ元素的逐渐增多，合金涂层磨损失重逐渐减少，当Ｖ摩尔值为１ ０时，合金涂层磨损失重仅为０ ０１０９ｇ，说明合金涂层的耐磨损性能较好．图６　高熵合金涂层摩擦系数曲线Ｆｉｇ ６　Ｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃｕｒｖｅｓｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓ表１　高熵合金涂层磨损失重Ｔａｂ １　ＷｅａｒｌｏｓｓｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓｇＸ＝０Ｘ＝０ ２Ｘ＝０ ４Ｘ＝０ ６Ｘ＝０ ８Ｘ＝１ ００ ０２５８０ ０１９５０ ０１６９０ ０１４２０ ０１２３０ ０１０９ 图７为合金涂层磨损后的表面形貌．表２为相对应的表面元素含量（原子分数）．由图７可见，随着Ｖ元素的增加，合金的磨损表面越来越光滑，表面的剥落碎屑逐渐变少，犁沟也逐渐变浅．未添加Ｖ元素时，合金磨损表面存在大块剥落现象．结合表２可知，剥落组织中含有较高的Ｏ元素，说明合金涂层发生了轻微氧化磨损，且磨损表面犁沟较深、较密集．当Ｖ摩尔值为０ ２时，合金涂层磨损表面形貌与未添加Ｖ元素时相似，表面仍有大块碎屑．当Ｖ摩尔值为０ ４时，合金涂层磨损后表面形貌发生了较大改变，剥落现象明显减少．随着Ｖ含量的进一步添加，磨损表面的剥落情况逐渐消失，仅仅出现少量颗粒状磨屑．特别是当Ｖ摩尔值为１ ０时，合金涂层磨损表面犁沟明显变浅且磨屑也较少．结合表２可知，Ｖ含量较少的合金涂层表面生成了诸如Ｆｅ２Ｏ３的氧化物．这种氧化物附着在磨损表面形成氧化膜，可以隔开氮化钨小球和试样的接触，从而起到保护作用．但由于此时合金硬度较低，几乎不能给氧化膜有效的支撑，因而此时氧化膜在磨损过程中发生破裂，破碎的颗粒又成为新的磨损源加剧磨损，因此，在磨损表面形成了较深的犁沟．由图７ｂ可见，Ｖ摩尔值为０ ２的合金涂层并未出现未添加Ｖ元素的合金涂层中显现出的相互之间隔开的大块剥落现象．虽然Ｖ摩尔值为０ ２的合金涂层磨损表面也不平整，但大部分仍然保持一个整体．随着Ｖ元素的增加，合４４６沈　阳　工　业　大　学　学　报 第４３卷图７　高熵合金涂层表面磨损形貌Ｆｉｇ ７　Ｓｕｒｆａｃｅｗｅａｒｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ表２　高熵合金磨损表面元素含量Ｔａｂ ２　Ｅｌｅｍｅｎｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｗｅａｒｓｕｒｆａｃｅｏｆｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓ％区域ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶＯＡ８ ４２１ ５１７ ８２６ ２１４ ２－１１ ９Ｂ５ ３２０ ７１３ ４１６ ６２５ ２３ ２１５ ６Ｃ９ ７２４ ９１４ ７１６ ７２３ １６ ８４ １金的硬度原来越高，且合金组织中出现了许多细小、弥散分布的针状ＣｒＶ相．上述两个因素的共同作用提高了合金的耐磨损性能，使得合金磨损表面越来越平整，犁沟越来越浅，磨损机制表现为磨料磨损．３　结　论通过以上试验分析可以得到如下结论：１）Ｖ元素的添加能够促进合金结构向单相ＢＣＣ结构转变，合金组织由柱状晶先向树枝晶转变，最后转变为等轴晶．添加Ｖ元素后合金组织中出现了针状ＣｒＶ相，且随着Ｖ含量的增加合金组织变得细小而均匀．２）Ｖ元素的添加使得合金体系产生的晶格畸变以及组织中出现的针状ＣｒＶ相均有助于提高合金涂层的力学性能．当Ｖ摩尔值为１ ０时，合金硬度最高，此时合金涂层耐磨性最好，同时磨损表面较为光滑平整，磨损失重也最小，约为０ ０１０９ｇ．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＹｅｈＪＷ，ＣｈｅｎＳＫ，ＬｉｎＳＪ，ｅｔａｌ．Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓｗｉｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｅｌｅｍｅｎｔｓ：ｎｏｖｅｌａｌｌｏｙｄｅｓｉｇｎｃｏｎｃｅｐｔｓａｎｄｏｕｔｃｏｍｅｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００４，６（５）：２９９－３０３．［２］ＬｉｕＹ，ＭａＳＧ，ＧａｏＭＣ，ｅｔａｌ．ＴｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌＣｒＣｕＦｅＮｉ２ｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＡ，２０１６，４７（７）：３３１２－３３２１．［３］ＳｈｕＦＹ，ＷｕＬ，ＺｈａｏＨＹ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄＣｏＣｒＢＦｅＮｉＳｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙａｍｏｒｐｈｏｕｓｃｏａｔｉｎｇ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１８，２１１：２３５－２３８．［４］金冰倩．ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＳｉ高熵合金制备与力学性能研究［Ｄ］．沈阳：沈阳工业大学，２０１９．（ＪＩＮＢｉｎｇ ｑｉａｎ．ＳｔｕｄｙｏｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＳｉｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｄ］．Ｓｈｅｎｙａｎｇ：ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９．）［５］杨思华，李承泽，张宇峰，等．ＡｌＣｒＦｅＮｉ２ＣｕＸ高熵合金组织及性能［Ｊ］．沈阳工业大学学报，２０１９，４１（４）：３９０－３９４．（ＹＡＮＧＳｉ ｈｕａ，ＬＩＣｈｅｎｇ ｚｅ，ＺＨＡＮＧＹｕ ｆｅｎｇ，ｅｔａｌ．ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌＣｒＦｅＮｉ２ＣｕＸｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，４１（４）：３９０－３９４．）［６］苏允海，宋碧倩，邓越．ＡｌＦｅＣｕＣｒＣｏＭｏＸ系高熵合金的组织性能［Ｊ］．沈阳工业大学学报，２０１９，４１（３）：２６８－２７２．（ＳＵＹｕｎ ｈａｉ，ＳＯＮＧＢｉ ｑｉａｎ，ＤＥＮＧＹｕｅ．ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌＦｅＣｕＣｒＣｏＭｏＸｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，４１（３）：２６８－２７２．）［７］ＦｕｊｉｅｄａＴ，ＳｈｉｒａｔｏｒｉＨ，ＫｕｗａｂａｒａＫ，ｅｔａｌ．ＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉｂａｓｅｄｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｗｉｔｈｓｕｐｅｒｉｏｒｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｃｈｉｅｖｅｄｂｙａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｕｓｉｎｇｓｅｌｅｃｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１７，１８９：１４８－１５１．［８］ＬａｐｌａｎｃｈｅＧ，ＶｏｌｋｅｒｔＵＦ，ＥｇｇｅｌｅｒＧ，ｅｔａｌ．ＯｘｉｄａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅＣｒＭｎＦｅＣｏＮｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＯｘｉｄａｔｉｏｎｏｆＭｅｔａｌｓ，２０１６，８５（５／６）：６２９－６４５．［９］ＤｕＬＭ，ＬａｎＬＷ，ＺｈｕＳ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＡｌ０ ２５ＣｏＣｒＦｅＮｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，３５（５）：９１７－９２５．［１０］ＣｈｏｉＷＭ，ＪｏＹＨ，ＫｉｍＤＧ，ｅｔａｌ．ＡｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｉｇｍａｐｈａｓｅｉｎｔｈｅＣｒ ＦｅＮｉ Ｖｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈａｓｅＥｑｕｉｌｉｂｒｉａａｎｄＤｉｆｆｕｓｉｏｎ，２０１８，３９（５）：６９４－７０１．［１１］ＱｉｎＧ，ＷａｎｇＳ，ＣｈｅｎＲＲ，ｅｔａｌ．ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣｏＣｒＣｕＦｅＮｉｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓｂｙＶａｄｄｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，２０１９，２８（２）：１０４９－１０５６．［１２］ＲｏｌａｎｄＴ，ＲｅｔｒａｉｎｔＤ，ＬｕＫ，ｅｔａｌ．Ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｔｈｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｂｙｍｅａｎｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｔｔｒｉｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＳｃｒｉｐｔａＭａｔｅｒｉａｌｉａ，２００６，５４（１１）：１９４９－１９５４．［１３］郝德喜．ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶ高熵合金制备及力学性能研究［Ｄ］．沈阳：沈阳工业大学，２０２０．（ＨＡＯＤｅ ｘｉ．ＳｔｕｄｙｏｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｓ［Ｄ］．Ｓｈｅｎｙａｎｇ：ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２０．）（责任编辑：尹淑英　英文审校：尹淑英）５４６第６期 张楠楠，等：ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶ高熵合金涂层制备及力学性能。

CoCrFeNi系高熵合金研究进展徐泽洲; 何志军; 王志英; 仇爽【期刊名称】《《辽宁科技大学学报》》【年(卷),期】2019(042)005【总页数】7页(P350-356)【关键词】CoCrFeNi系高熵合金; 元素种类; 相结构; 性能【作者】徐泽洲; 何志军; 王志英; 仇爽【作者单位】辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山 114051【正文语种】中文【中图分类】TG135等摩尔多主元合金的概念由台湾学者叶均蔚［1-2］于1995年提出，并在2004年定义为高熵合金（High-entropy alloys，HEAs）。

与传统的合金设计不同，HEAs是基于几种成分（通常含有至少5种元素）设计的，其浓度在5%到35%之间［3-6］。

这种合金主要由单一的体心立方结构（FCC）、面心立方结构（BCC）以及密排六方结构（HCP）固溶体相组成［7］，另外也会有某些HEAs中形成金属间化合物相。

由于其特殊的相结构，这种合金材料具有优异的物理、化学以及机械性能［8-10］，从而被国内外学者广泛研究。

高熵合金制备的传统方法是熔铸块体材料［11］，其优点是可以直接进行冶炼，简单易行，适用范围广，但价格昂贵并受尺寸限制。

如今，高熵合金制备多用等离子喷涂技术、微弧氧化、物理气相沉积、电镀、激光熔覆［12-14］等技术以涂层的方式与基体材料相结合，从而提升基体的表面性能。

这些方式虽可以极大地降低成本，但适用范围受限。

高熵合金中，CoCrFeNi系高熵合金研究最为广泛，通过Al、Mn、Ti、Nb、Ta、Mo、Zr、Hf、Pd等元素的添加，改变其晶体结构从而改善其各项性能。

故本文针对不同制造方式制造出的不同元素种类的CoCrFeNi系高熵合金的研究进展进行论述。

1 CoCrFeNi高熵合金过去几年中，一直在研究未添加其他元素的CoCrFeNi高熵合金，其单一的FCC结构已被证明，同时其具有的一系列优异性能也都被检测得出［15-16］。