机械合金化制备Fe-Cr-Mn-N奥氏体不锈钢厚熔覆涂层的研究

本实验采用机械合金化方法制备了Fe₇₆Cr₁₂Mn₁₂N合金粉末,研究其机械合金化过程,并对机械合金化的机制进行探讨。研究表明,棒磨4小时时粉末就可以完全合金化,并且随着棒磨时间增加,衍射峰逐渐宽化,衍射强度逐渐降低。粉末颗粒形貌也逐渐类球形化。机械合金化得到的非球形固溶体粉末也可用于激光熔化沉积(LMD)增材制造技术,解决了LMD对球形粉末的局限性,机械合金化粉末通过LMD技术得到的厚熔覆涂层具有较好的耐蚀性,其物相结构是BCC+FCC的双相结构,同时在打印过程中有Cr₂N生成,维氏硬度最高达到456.3HV。     

C含量对增材制造(FeCoCrNi)88-xMo8WNb3Cx高熵合金成型件组织与性能的影响

采用机械合金化方法与增材制造技术制备了(FeCoCrNi)_88-xMo₈WNb₃C_x(x=0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、2.5)高熵合金成型件。在明确该高熵合金形成规律的基础上,进一步分析了C含量对其组织和力学性能的影响规律。结果表明：当C含量介于0.25%～2.50%(摩尔分数)之间时,(FeCoCrNi)_88-xMo₈WNb₃C_x高熵合金均由FCC相和M₆C相组成;随着C含量的增加,合金的抗压强度逐渐增加,塑性呈先增大后减小趋势;当C含量为2.00%时,合金的综合力学性能最优,其抗压强度为1 993.4 MPa,断裂应变为31.5%。     

激光熔覆AlxNbMn2FeMoTi0.5高熵合金涂层的组织与性能

使用激光熔覆技术在Q235钢基体上制备Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层,期望借此提高干切削技术适用刀具表层的硬度和耐磨性。经过初步筛选之后,主要研究了Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5(x=1、1.5、2)高熵合金涂层体系,并采用XRD和3D激光扫描成像等手段分析了不同Al含量的Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5合金涂层的晶相结构、显微组织和具体元素分布。结果显示,对于Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层,随着Al含量的增加,涂层的相结构由单一的BCC相逐渐转变为双相BCC结构,晶粒逐渐细化。当x=2时,Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层硬度最高,平均为1089.6 HV0.3,大约为基材的5倍,且其具有最优的耐磨损性能。x=1.5时,Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层的自腐蚀电位最高,自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性最好。     

机械合金化时间对Ni6Cr4W1.5Fe9Ti高熵合金激光熔覆涂层组织与耐蚀性的影响

对机械合金化Ni₆Cr₄W_1.5Fe₉Ti高熵合金粉末进行激光熔化沉积,制备了该高熵合金的熔覆涂层,研究了机械合金化时间对涂层显微组织和耐蚀性能的影响。结果表明,机械合金化时间的增加可促进合金粉末成分的均匀化,且有利于涂层的致密化及其组织的晶粒细化。机械合金化棒磨4 h后的高熵合金粉末中,各组元均匀分布,并形成了FCC+BCC的双相固溶体结构;通过激光熔化沉积后,双相固溶体结构转变为FCC单相固溶体结构,组织主要由4～6μm的等轴晶和少量胞状晶组成。机械合金化棒磨4 h粉末制备熔覆涂层的致密度和硬度最高、耐蚀性最佳,其耐蚀性相较于棒磨0 h粉末制备熔覆涂层提升了近两个数量级。