合金元素對(duì)激光熔覆高熵合金涂層硬度影響的研究進(jìn)展

激光熔覆技術(shù)，以其高能量密度、高精度和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為現(xiàn)代材料制備和表面改性的重要手段。通過(guò)該技術(shù)，可以在基體表面制備出高熵合金涂層，顯著改善基體的表面力學(xué)性能，提高產(chǎn)品的使用壽命。本文將綜述合金元素對(duì)激光熔覆高熵合金涂層硬度影響的研究進(jìn)展，探討不同合金元素對(duì)涂層硬度的影響機(jī)制，并展望高熵合金涂層的應(yīng)用前景。

激光熔覆技術(shù)利用高能激光束將涂層材料熔化并迅速凝固在基體表面，形成冶金結(jié)合的涂層。該技術(shù)在航空航天、汽車(chē)制造、機(jī)械裝備等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可以顯著提高材料的耐磨性、耐腐蝕性和高溫性能。高熵合金作為一類新型的多主元合金，因其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，成為激光熔覆技術(shù)的重要研究對(duì)象。

在高熵合金涂層中，常用的合金元素包括Cr、Al、Fe、Co、Ni和Ti等。這些元素在涂層中的含量和分布對(duì)涂層的硬度有顯著影響。例如，Cr元素可以提高涂層的耐腐蝕性；Al元素有助于形成BCC相結(jié)構(gòu)，提高涂層的硬度；而Fe、Co、Ni等元素則主要影響涂層的塑性和韌性。

高熵合金涂層的顯微硬度與其組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。通常，BCC相結(jié)構(gòu)的硬度高于FCC相結(jié)構(gòu)。因此，通過(guò)調(diào)整合金元素的含量和分布，可以改變涂層的相結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高其硬度。例如，隨著Al含量的增加，F(xiàn)eCoNiAlCu高熵合金涂層中的FCC相結(jié)構(gòu)逐漸向BCC相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致涂層的硬度顯著提高。

在高熵合金涂層中，固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化是提高涂層硬度的兩種重要機(jī)制。固溶強(qiáng)化是指通過(guò)合金元素在基體中的固溶作用，提高基體的硬度。而彌散強(qiáng)化則是指通過(guò)析出第二相粒子，達(dá)到彌散強(qiáng)化的效果。

固溶強(qiáng)化的作用機(jī)制：

在高熵合金涂層中，合金元素以固溶體的形式存在于基體中。這些固溶體通過(guò)改變基體的晶格常數(shù)、晶格畸變等，提高了基體的硬度。例如，在FeCoNiAlCu高熵合金涂層中，隨著W含量的增加，涂層中的固溶體數(shù)量增加，導(dǎo)致涂層的硬度提高。

彌散強(qiáng)化是通過(guò)析出第二相粒子來(lái)提高涂層的硬度。在高熵合金涂層中，第二相粒子可以是金屬間化合物、氧化物等。這些第二相粒子在涂層中起到彌散強(qiáng)化的作用，提高了涂層的硬度和耐磨性。例如，在NiCoCrMnFe高熵合金涂層中，通過(guò)析出細(xì)小的金屬間化合物粒子，可以顯著提高涂層的硬度和耐磨性。

本文通過(guò)綜述合金元素對(duì)激光熔覆高熵合金涂層硬度影響的研究進(jìn)展，探討了不同合金元素對(duì)涂層硬度的影響機(jī)制。研究結(jié)果表明，合金元素在高熵合金涂層中起到了重要的作用，通過(guò)調(diào)整合金元素的含量和分布，可以顯著提高涂層的硬度和耐磨性。未來(lái)，可以進(jìn)一步探索更多合金元素的組合與優(yōu)化，以及不同制備工藝對(duì)涂層性能的影響，為高熵合金涂層的制備與應(yīng)用提供更加豐富的理論和實(shí)踐依據(jù)。

【合金元素對(duì)激光熔覆

高熵合金涂層硬度影響的研究進(jìn)展】

林添祥，馮美艷，練國(guó)富 ，陳昌榮，蘭如清