發(fā)布時(shí)間：2021-01-31 05:09

　　與傳統(tǒng)合金不同,高熵合金是由多種元素組成,在合金體系中加入高熔點(diǎn)元素通過激光熔覆技術(shù)在工具鋼表面制備高熔點(diǎn)高熵合金,有望制備出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高硬度、高耐磨的合金涂層。本文以Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al、Nb金屬粉末為原料,采用激光熔覆技術(shù)在W₆Mo₅Cr₄V₂AlA工具鋼表面制備了MoFeCrTiWAlNbx（x=1,1.5,2,2.5,3）高熔點(diǎn)高熵合金涂層,借助金相顯微鏡、X射線衍射儀、顯微硬度計(jì)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等,探索了激光工藝參數(shù)、Nb元素含量及退火溫度對(duì)MoFeCrTiWAlNbx涂層組織和性能的影響規(guī)律。合金粉末球磨8 h后更加細(xì)小均勻,組織呈不規(guī)則顆粒狀。當(dāng)激光掃描速度一定時(shí),若激光功率小,則激光作用不明顯,造成熔覆層較淺,容易出現(xiàn)起球、孔洞等缺陷。若激光功率過高,涂層表面光滑度和形貌對(duì)稱性變差。當(dāng)激光功率為2.4、2.6 kW時(shí)涂層表面形貌較光滑。MoFeCrTiWAlNb高熵合金涂層組織主要由胞狀枝晶和顆粒狀組織組成,隨著激光功率增加,胞狀枝晶增加,但顆粒狀組織略微減少。隨著激光功... 

【文章來源】：貴州大學(xué)貴州省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線圖

圖 2.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線圖Fig.2.1 Experimental technology roadmap制備尺寸為 φ50 mm×1000 mm 的工具鋼圓棒加工成 φ50 mm金相砂紙等對(duì)熔覆面進(jìn)行打磨、除銹、去毛刺，再用酒精6 %的 Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al、Nb 金屬粉末，按預(yù)先 g 的 AL204 型電子分析天平進(jìn)行稱量，使用 QM-2L 型介質(zhì)為剛玉球，球磨時(shí)間為 8 h，轉(zhuǎn)速為 20 r/min。球磨干燥箱經(jīng) 3 h 干燥處理，調(diào)節(jié)溫度為 60 ℃。光熔覆設(shè)備為 TFL-H6000 型橫流 CO2激光器（如圖 2用預(yù)制粉末法，粉末厚度1.5 mm，保護(hù)氣氛為Ar氣，氣流激光功率 p=2.60 kW，掃描速率 v=4 mm/s，光斑直徑 13 型箱式退火爐對(duì)激光熔覆 MoFeCrTiWAlNb 高熔點(diǎn)高藝如表 2.6 所示。

造成熔覆層較淺，熔覆層表面容易出現(xiàn)起球、孔洞等缺陷。圖 3.4（b）（c）中激光功率2.4、2.6 kW 時(shí)，熔覆層表面形貌較好，表面平滑，熔覆層表面沒有未熔顆粒的粘接，激光能量的增加使材料快速熔化，激光直接照射粉末和基體的能量促使其快速達(dá)到熔點(diǎn)。圖3.4(d)中當(dāng)功率為 2.8 kW 時(shí)，表面光滑度變差，形貌對(duì)稱性變差，是由于功率高，激光比能過高，導(dǎo)致稀釋率大，表面呈現(xiàn)散裂狀，涂層不平度增加。圖 3.5 MoFeCrTiWAlNb 高熔點(diǎn)高熵合金涂層顯微組織（a）涂層底部（b）涂層中部（c）涂層頂部Fig.3.5 Microstructure of MoFeCrTiWAlNb high-melting-point high-entropy alloy coating(a) bottom of the coating (b) middle of the coating (c) top of the coating激光熔覆 MoFeCrTiWAlNb 高熔點(diǎn)高熵合金涂層橫截面顯微組織如圖 3.5 所示，圖3.5(a)~(c)分別為涂層底部、中部和頂部的顯微組織。從圖 3.5(a)可知涂層與基體的界面結(jié)合

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光熔覆AlFeCrNiTiCux系高熵合金涂層[J]. 劉亮,王燦明,孫宏飛,劉振振,宋馳.  山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[2]磁控濺射法制備AlxCoCrFeNi高熵合金薄膜的微觀組織和力學(xué)性能研究[J]. 黃純可,李偉,劉平,張柯,馬鳳倉(cāng),劉新寬,陳小紅,何代華.  功能材料. 2017(06)
[3]激光熔覆FeCoCrCuNiMoVSiB高熵合金涂層的制備和性能研究[J]. 彭振,杜文棟,劉寧,吳朋慧.  江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[4]H13鋼激光熔覆鈷基復(fù)合涂層的組織及耐磨性[J]. 楊曉紅,杭文先,秦紹剛,劉勇兵,劉利萍.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2017(03)
[5]Nb元素對(duì)低碳Stellite合金激光熔覆層顯微組織和磨損性能的影響[J]. 任方成,姚建華,劉蓉,陳新超,毛偉.  金屬熱處理. 2016(10)
[6]退火處理對(duì)激光熔覆FeCoCrNiB/SiC高熵合金涂層組織與性能的影響[J]. 張沖,黃標(biāo),戴品強(qiáng).  金屬熱處理. 2016(09)
[7]激光熔覆Fe-Ti-V-C合金微觀組織與磨損性能[J]. 宗琳,李榮廣,張小玲.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]碳含量對(duì)FeCoCrNiMnCx高熵合金顯微組織與性能的影響[J]. 饒湖常,戴品強(qiáng),陳鼎寧,王乾廷.  機(jī)械工程材料. 2016(08)
[9]退火處理對(duì)Al3CoCrCu1/2FeMoNiTi高熵合金激光涂層組織和性能的影響[J]. 黃元盛,溫立哲.  表面技術(shù). 2016(07)
[10]不銹鋼表面FeCoCrAlCuNiMox激光高熵合金化層的相演變[J]. 吳臣亮,張松,張春華,關(guān)錳,譚俊哲.  金屬學(xué)報(bào). 2016(07)

博士論文
[1]CoFeNiV（Mo,Nb）高熵合金的組織演變及力學(xué)性能研究[D]. 蔣麗.大連理工大學(xué) 2016
[2]鋼基體腐蝕防護(hù)的高熵合金AlxFeCrCoNiCu涂層研究[D]. 牛雪蓮.大連理工大學(xué) 2014
[3]超細(xì)晶粒Ti（C，N）基金屬陶瓷組織與性能及其刀具切削行為的研究[D]. 詹斌.合肥工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]CoCrFeNi(Cu,W,W0.5Mo0.5,Mo,WC)高熵合金涂層的制備、微觀表征與性能的研究[D]. 商彩云.濟(jì)南大學(xué) 2017
[2]激光熔覆法制備FeCoCrNi-Mx高熵合金涂層的組織與性能[D]. 夏一龍.暨南大學(xué) 2016
[3]304不銹鋼激光熔覆高熵合金涂層組織與性能研究[D]. 吳偉.大連理工大學(xué) 2016
[4]激光熔覆FeCoCrNiBx高熵合金涂層組織與性能的研究[D]. 陳國(guó)進(jìn).福州大學(xué) 2014
[5]高熔化溫度五元高熵合金組織及性能研究[D]. 林麗蓉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[6]高強(qiáng)度鋁合金及高熵合金的組織結(jié)構(gòu)與性能[D]. 史鵬飛.吉林大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3010262