激光熔覆轻质难熔 NbxMo$_{0.5}$Ti$_{1.5}$Ta$_{0.2}$Cr 高熵合金的微观组织演变与性能
应用物理
2023-10-24 v1 材料科学
摘要
采用激光熔覆（LC）技术在 316L 不锈钢表面制备了 NbxMoTiTaCr（其中 1、1.3、1.5 和 2）轻质难熔高熵合金涂层（RHEAc）。综合研究了 Nb 含量对 900 退火 10 h 前后 NbxMoTiTaCr RHEAc 微观组织、显微硬度和耐磨性的影响。结果表明，晶粒随 Nb 含量增加逐渐细化。涂层主要由体心立方（BCC）固溶体、C15-Laves 相以及少量含 Ti 的密排六方（HCP）固溶体组成。RHEAc 的显微硬度显著高于基体材料。值得注意的是，在 Nb1.3 时，受晶格位错影响，显微硬度达到峰值 1066.5 HV，约为基体的 7.11 倍。相反，在 Nb 时显微硬度最低，平均 709.31 HV，但仍为基体的 4.72 倍。退火后，各 Nb 浓度下显微硬度均有所提高，在 Nb 时增幅达 31.2%。退火前，不同 Nb 含量下 RHEAc 的耐磨性略优于 316L 不锈钢；退火后，涂层的摩擦系数（COF）与磨损率均低于退火态 316L 不锈钢，凸显出优异的耐磨性。值得注意的是，Nb1 退火后磨损性能损失最小，获得了退火前后最均衡的耐磨性。退火后耐磨性的增强可归因于主要由 TiO2 和 Ta2O5 组成的超细晶氧化物摩擦层。主要磨损形式为氧化磨损，伴有少量磨粒磨损。
引用
@article{arxiv.2310.14223,
title = {Microstructure evolution and characteristics of laser-clad lightweight refractory NbxMo$_{0.5}$Ti$_{1.5}$Ta$_{0.2}$Cr high-entropy alloy},
author = {C. Y. Cui and H. H. Xu and J. Yang and X. G. Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.14223},
year = {2023}
}