Nb 元素對高熵合金涂層組織與力學性能的影響

王永東，宮書林，常萌陽，王金宇，任遠達，景宗浩

(黑龍江科技大學,哈爾濱,150022)

0 序言

高熵合金具有高強度、高硬度、優異的耐磨性和耐腐蝕性等[1-2].由于高熵合金涂層含有多種主元元素使得高熵合金的種類繁多[3]，但目前更多研究的是對特定性能的強化以此改善高熵合金涂層的力學性能，使其能夠增強結構件的綜合性能，延長其使用壽命[4-5].

Nb 元素具有較高的熔點，較大的原子半徑，與其他元素結合具有更小的混合焓且互溶性較差[6]，由于Nb 元素具有這些特點可以改變復合涂層的微觀組織，所以在液/固界面處會產生聚集，阻礙晶粒的生長[7].一般來說在復合涂層中加入Nb 元素，不僅會在高熵合金涂層內部產生晶格畸變，導致顯著的固溶強化和彌散強化[8]，而且可以改善BCC 固溶相的穩定性，促進析出細小彌散的第二相[9]，有助于提高硬度和耐磨性，改善復合涂層的力學性能.

Xiang 等人[10]在純鈦表面制備出CoCrFeNiNbx(x=0,1)涂層，添加Nb 元素之前涂層相結構為BCC 相和Cr2Ti 型Laves 相.添加Nb 后涂層中又出現了Cr2Nb 型Laves 相，涂層硬度達到1008 HV，是基體的8 倍多.Cheng 等人[11]利用等離子轉移電弧法制備了CoNiCuFeCrNb 涂層，涂層中包含FCC 相和(CoCr)Nb 型的Laves 相，研究發現，在相同的磨損環境下，加入Nb 元素可以使涂層的耐磨性能提高1.5 倍左右.

為探究Nb 元素對高熵合金涂層組織與力學性能的影響，設計4 組Nb 元素含量，制備CoCrFeNi-Ti0.8Nby(y=0.25，0.5，0.75，1.0)，分析Nb 元素對熔覆涂層組織結構、硬度和耐磨性的影響.為提升高熵合金的耐磨性能與硬度提供試驗參數.

1 試驗方法

熔覆粉末……