為了制備高硬度、高耐磨性及高溫性能良好的刀具涂層材料,以提高涂層刀具在高速干切削條件下的使用壽命,采用激光熔覆技術在高速鋼表面制備了具有良好抗高溫軟化性能的高熔點高熵合金涂層,利用X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、顯微硬度計、磨損試驗機等手段分析研究了涂層的組織結構及性能。首先,構建并制備了MoFeCrTiW高熔點高熵合金涂層。其次,研究了MoFeCrTiWSi_xAl_y（x=0,1且y=0,1）高熵合金涂層的組織結構和性能;在此基礎上,進一步研究了Nb含量對激光熔覆MoFeCrTiWAlNb_x（x=1,3,5,7;x代表摩爾比）高熵合金涂層組織結構和性能的影響規(guī)律,并對涂層高溫下的組織結構及性能的演化規(guī)律進行了研究,探索了涂層抗高溫軟化的機制。獲得主要結論如下:（1）研究表明,激光熔覆MoFeCrTiW高熔點高熵合金涂層由無序BCC固溶體相和少量Laves相組成,這與理論計算結果一致。涂層組織形貌為胞狀晶,其上分布細小Laves相顆粒,平均硬度為479 HV_0.2,比Q23...

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 高熵合金的起源
    1.2 高熵合金的定義
    1.3 高熵合金的四個核心效應
        1.3.1 高熵效應
        1.3.2 晶格畸變效應
        1.3.3 遲滯擴散效應
        1.3.4 雞尾酒效應
    1.4 高熵合金的制備技術、合金體系及組織特征
        1.4.1 高熵合金的制備技術
        1.4.2 高熵合金的合金體系
        1.4.3 高熵合金的相結構及組織特征
    1.5 高熵合金的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 3d過渡族高熵合金的研究
        1.5.2 難熔高熵合金的研究
        1.5.3 高熵合金的熱處理研究
        1.5.4 激光熔覆高熵合金涂層的研究
    1.6 高熵合金的強化機理研究
        1.6.1 固溶強化
        1.6.2 應變硬化
        1.6.3 彌散(或沉淀)強化
        1.6.4 細晶強化
    1.7 本論文的研究背景、目的意義及主要研究內(nèi)容
        1.7.1 工程研究背景
        1.7.2 研究意義
        1.7.3 主要研究內(nèi)容
第二章 實驗材料及試驗方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 基體材料
        2.1.2 激光熔覆涂層材料
    2.2 激光熔覆涂層制備及退火處理
    2.3 涂層組織結構分析
        2.3.1 金相試樣制備及金相組織觀察
        2.3.2 X射線衍射測試
        2.3.3 掃描電鏡觀察及微區(qū)成分分析
        2.3.4 透射電子顯微觀察
    2.4 涂層力學性能表征
        2.4.1 維氏硬度
        2.4.2 納米壓痕
        2.4.3 耐磨性測試
第三章 高熔點高熵合金體系的構建
    3.1 高熵合金中相形成規(guī)律及半經(jīng)驗判據(jù)
    3.2 高熔點高熵合金體系的建立及元素的選擇
    3.3 MoFeCrTiW高熔點高熵合金相形成的熱力學分析
        3.3.1 MoFeCrTiW高熵合金中金屬間化合物的形成自由能
        3.3.2 MoFeCrTiW合金中固溶體相形成的熱力學分析
    3.4 激光熔覆MoFeCrTiW高熵合金涂層的組織結構及性能
        3.4.1 涂層的相結構
        3.4.2 涂層的顯微組織
        3.4.3 涂層的顯微硬度
    3.5 本章小結
第四章 Si、Al對激光熔覆MoFeCrTiW高熔點高熵合金涂層的影響
    4.1 MoFeCrTiWSixAly涂層的成分設計及制備
    4.2 MoFeCrTiWSixAly涂層的相結構
    4.3 MoFeCrTiWSixAly涂層相形成的熱力學分析
        4.3.1 無序固溶體相形成的吉布斯自由能
        4.3.2 金屬間化合物形成的吉布斯自由能
    4.4 MoFeCrTiWSixAly涂層的顯微組織及性能
        4.4.1 涂層顯微組織
        4.4.2 涂層的硬度及耐磨性
        4.4.3 涂層的高溫抗氧化性能
    4.5 本章小結
第五章 Nb對MoFeCrTiWAl高熔點高熵合金涂層的影響
    5.1 MoFeCrTiWAlNb_x涂層的成分設計及制備
        5.1.1 涂層的相結構
        5.1.2 涂層固溶體相形成的熱力學分析
        5.1.3 涂層的顯微組織及微區(qū)成分分析
        5.1.4 涂層顯微組織的TEM分析
        5.1.5 涂層凝固過程分析
    5.2 MoFeCrTiWAlNb_x高熵合金涂層的力學性能
        5.2.1 涂層顯微硬度
        5.2.2 涂層的納米硬度和彈性模量
        5.2.3 涂層的耐磨性
    5.3 本章小結
第六章 激光熔覆MoFeCrTiWAlNb_x高熔點高熵合金涂層的抗高溫軟化行為
    6.1 退火溫度對MoFeCrTiWAlNb涂層組織結構及性能的影響
        6.1.1 涂層相結構
        6.1.2 涂層顯微組織
        6.1.3 涂層顯微硬度
    6.2 退火時間對MoFeCrTiWAlNb涂層組織結構及性能的影響
        6.2.1 涂層相結構
        6.2.2 涂層顯微組織
        6.2.3 涂層力學性能
    6.3 退火溫度對MoFeCrTWAlNib3涂層組織結構及性能的影響
        6.3.1 涂層相結構
        6.3.2 涂層顯微組織
        6.3.3 涂層顯微硬度
    6.4 退火時間對MoFeCrTWAlNib3涂層組織結構及性能的影響
        6.4.1 涂層相結構
        6.4.2 涂層顯微組織
        6.4.3 涂層力學性能
    6.5 Nb對涂層耐磨性能的影響
    6.6 MoFeCrTiWAlNb_x涂層抗高溫軟化行為的機制探討
        6.6.1 固溶強化
        6.6.2 彌散(沉淀)強化
    6.7 本章小結
第七章 結論
展望
創(chuàng)新點
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：4033478