電弧熔敷用高熵合金粉芯絲材熔敷層的摩擦磨損行為

彭勇　衛寧　張揚　張文杰　鄧瑤　李小平

摘要：通過研究電弧熔敷不銹鋼高熵合金粉芯絲材在不同摩擦條件下的摩擦磨損行為，為實現電弧現場快速修復和成形在耐磨性能方面提供可靠的保證。將高熵合金組成的 Fe、Co、Ni、Cu四種金屬元素以粉末按等原子比制成不銹鋼高熵合金粉芯絲材，通過電弧熔敷方式熔敷在不銹鋼表面。采用Nanovea Tribometer摩擦磨損儀和Nanovea PS50表面輪廓儀測試和分析焊道表面的耐磨性。高熵合金以FCC相不均勻散布在不銹鋼焊層中，焊道耐磨損性能高于不銹鋼基材，焊道磨損體積和磨損率均比基材及308粉芯焊絲降低30%，高熵合金的FCC相對不銹鋼耐磨性能有強化作用。隨著磨損載荷和速率的增加，高熵合金焊道的摩擦系數均逐漸降低，磨痕的深度、寬度、磨損體積均在增加;在當載荷為2 N、4 N，磨損速率為100 r/min、200 r/min時，焊層的耐磨性是不銹鋼基材及JQ-308不銹鋼粉芯絲材的1.5倍，主要表現為磨粒磨損和粘著磨損;當載荷為6 N、8 N，速率為300 r/min、400 r/min時，焊層的耐磨性是不銹鋼基材及JQ-308不銹鋼粉芯絲材的2倍，主要表現為粘著剝落磨損。將性能優異的高熵合金應以粉芯方式應用于電弧熔敷中，可實現實際環境下關鍵零部件現場電弧快速修復或表面強化。

關鍵詞：高熵合金;粉芯絲材;不銹鋼;電弧熔敷;摩擦磨損

中圖分類號：TG422.3 文獻標志碼：A 文章編號：1001-2303（2020）01-0034-08

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.01.05

0 前言

高熵合金是多種合金元素按等原子比合成的一種新型合金材料[1]。相比于傳統的單主元或雙主元合金，多主元使其具有高熵效應，且原子不易擴散，形成的結構簡單、不易形成金屬間化合物，這使得高熵合金具有優異的耐磨性和塑性[2-6]。……