激光熔覆FeAlCrNiSix高熵合金涂層組織與耐蝕性能前言 海洋腐蝕問(wèn)題是開(kāi)發(fā)利用海洋資源過(guò)程中面臨的重要挑戰(zhàn)。激光熔覆技術(shù)作為一種先進(jìn)的表面改性技術(shù)，能夠在工件表面制備具有優(yōu)異性能的涂層，從而提高材料的整體性能。高熵合金因其高強(qiáng)度、高硬度和良好的耐蝕性能而備受關(guān)注。本研究采用激光熔覆技術(shù)制備FeAlCrNiSi x高熵合金涂層，以進(jìn)一步提升海洋結(jié)構(gòu)用鋼的耐蝕性能。
本研究旨在通過(guò)激光熔覆技術(shù)在DH36高強(qiáng)度海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼表面制備不同Si元素添加量的FeAlCrNiSi x高熵合金涂層，以改善其耐蝕性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適量的Si元素添加可以顯著細(xì)化熔覆層晶粒，提高硬度和耐蝕性能。 實(shí)驗(yàn)材料制備 選用DH36高強(qiáng)度海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼作為基材。
熔覆層材料：設(shè)計(jì)并制備了不同Si元素添加量的FeAlCrNiSix高熵合金粉末。 x=0，0.25，0.5，0.75，1.0）
試驗(yàn)結(jié)果與討論 熔覆層物相組成 通過(guò)X射線(xiàn)衍射（XRD）分析，發(fā)現(xiàn)高熵合金熔覆層的相結(jié)構(gòu)主要由bcc（體心立方）和fcc（面心立方）組成。隨著Si元素添加量的增加，bcc相逐漸增多，fcc相逐漸減少，最終完全轉(zhuǎn)化為bcc相。這表明Si元素的添加對(duì)熔覆層的相結(jié)構(gòu)有顯著影響。
熔覆層顯微組織 下圖展示了不同Si元素添加量的高熵合金熔覆層的顯微組織。從圖中可以看出，不添加Si元素時(shí)，熔覆層的組織為胞狀晶和樹(shù)枝晶混合，以粗大的樹(shù)枝晶為主。隨著Si元素添加量的增加，熔覆層的樹(shù)枝晶逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮牡容S晶，等軸晶的數(shù)量進(jìn)一步增多，尺寸逐漸減小。這表明Si元素的添加可以有效細(xì)化熔覆層的晶粒。
熔覆層顯微硬度 對(duì)不同Si元素添加量的高熵合金熔覆層進(jìn)行顯微硬度測(cè)試，結(jié)果如圖2所示。從圖中可以看出，從熔覆層區(qū)、熱影響區(qū)到基體區(qū)，顯微硬度呈現(xiàn)階梯狀分布，熔覆層的硬度最高，熱影響區(qū)次之，基體最低。此外，隨著Si元素添加量的增加，熔覆層的平均硬度先上升后下降，Si0.75熔覆層的硬度達(dá)到最高值430.15HV0.1。這表明適量的Si元素添加可以提高熔覆層的硬度。 熔覆層耐蝕性能 采用電化學(xué)腐蝕測(cè)試方法對(duì)不同Si元素添加量的高熵合金熔覆層的耐蝕性能進(jìn)行評(píng)估。表1列出了不同Si元素添加量的高熵合金熔覆層的自腐蝕電位（Ecorr）和自腐蝕電流密度（Icorr）值。從表中可以看出，隨著Si元素添加量的增加，熔覆層的自腐蝕電位先降低后升高，自腐蝕電流密度先減小后增大。Si0.75涂層的自腐蝕電位最低，自腐蝕電流密度最小，表明其耐蝕性能最優(yōu)。
結(jié)論 本研究通過(guò)激光熔覆技術(shù)在DH36高強(qiáng)度海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼表面成功制備了不同Si元素添加量的FeAlCrNiSi x高熵合金涂層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適量的Si元素添加可以顯著細(xì)化熔覆層晶粒，提高硬度和耐蝕性能。Si0.75涂層的顯微硬度最高，耐蝕性能最優(yōu)。本研究為進(jìn)一步提升海洋用鋼的使用性能和使用壽命提供了新思路和方法。 參考文獻(xiàn)： 【激光熔覆FeAlCrNiSix高熵合金涂層組織與耐蝕性能】 尹燕，茹恩光，劉鵬宇，吳怡霖，宋曜祥，張瑞華，魏小紅 |
