CoCrMnNiMox高熵合金涂層的組織和耐磨耐蝕性研究

張 欣，蔣淑英，楊昊炎，張恒瑋，胡偉偉

(中國石油大學(華東) 材料科學與工程學院，山東 青島 266580)

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N80 鋼作為油套管用鋼材在油田開采中被廣泛使用，油套管通過相鄰的接箍連接成上千米的傳輸管線，在采油過程中常因腐蝕和磨損等問題發生破損造成傳輸管線失效或其使用壽命嚴重縮短[1]。同時，伴隨著海洋油氣資源開發步伐的不斷加快，鋼結構大量出現在海上，尤其是在海上作業平臺等重要環節，關鍵零部件的防腐問題不容忽視[2，3]。研究開發防腐蝕材料，在加強鋼結構穩定性的同時，能夠在一定程度上減少腐蝕引起的各種經濟損失[4]，因此，有必要設計高耐磨耐腐蝕材料或提高N80 鋼的耐磨耐腐蝕性能。一個好的方法是在N80 鋼表面制備耐磨耐蝕性涂層，以提高N80 鋼在海水或腐蝕環境中的耐腐蝕和耐磨性能。

通過打破經典的合金設計理念，設計出高熵合金(HEA)這種含有五個或更多原子分數相等或接近相等的主要元素的合金[5－8]。由于高混合熵效應，HEA 傾向于形成面心立方(FCC)，體心立方(BCC)或六方密包(HCP)結構的無序固溶體，而不是復雜的金屬間化合物[5]。高熵合金中多種元素的隨機排列導致特定的局部無序化學環境，預期其獲得獨特的耐腐蝕行為。然而從經濟方面來看，由于合金元素昂貴，通過鑄造合成塊狀HEA 的成本較高，而利用激光熔覆[9－11]等技術在碳鋼表面制備高熵合金涂層，不僅可以提高工件的性能，還能節省貴金屬的使用。因此，高熵合金表面涂層技術及其應用開發具有重要意義[12，13]。……