發(fā)布時間：2021-03-25 17:54

　　為了研究Nb元素含量對FeAlCuCrNiNb_x（x=0.4,0.6,0.8,1.0,x為摩爾比）高熵合金的組織結(jié)構(gòu)及性能的影響,采用熔化極氣體保護焊技術(shù)在碳鋼板表面制備出FeAlCuCrNiNb_x高熵合金堆焊層,而后對堆焊層進行顯微組織、物相組成、顯微硬度、耐磨性和耐蝕性分析.結(jié)果表明,FeCuCrAlNiNb_x高熵合金堆焊層呈現(xiàn)以Fe-Cr相為基的BCC固溶體和少量MC共晶碳化物.組織為典型的枝晶結(jié)構(gòu),由灰色的枝晶（DR）及白色的枝晶間（ID）結(jié)構(gòu)組成.對于耐磨性,加入適量的Nb元素可以顯著提高堆焊層的顯微硬度和耐磨性,當(dāng)Nb摩爾比為0.8時,顯微硬度最高,耐磨性最好,最大硬度值達到602 HV,磨損量最小為0.30 g.對于耐蝕性,加入一定量的Nb元素后極化曲線中自腐蝕電流密度減小,腐蝕速率減慢,耐蝕性增強,均優(yōu)于304不銹鋼,當(dāng)Nb摩爾比為1.0時,堆焊層合金耐蝕性最好. 

【文章來源】：焊接學(xué)報. 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

FeAlCuCrNiNbx系高熵合金各成分參數(shù)值

圖2為FeAlCuCrNiNbx系高熵合金堆焊層X射線衍射對比分析.由圖2可知，堆焊層由BCC固溶體和少量MC共晶碳化物組成，堆焊層合金主體為BCC固溶體，通過PDF標(biāo)準(zhǔn)卡片對比可得，此衍射峰與Fe-Cr相吻合，表明FeAlCuCrNiNbx系高熵合金在堆焊過程中形成的BCC固溶體應(yīng)以FeCr相為主.而在衍射峰2θ=34.730°和2θ=40.316°附近出現(xiàn)的小峰為FCC固溶體，如圖2b為圖2a中虛線部分放大圖，可得少量的MC共晶碳化物.經(jīng)對比MC共晶碳化物的X射線衍射峰主要為NbC相（PDF:32-1383)[12]，隨著Nb含量的增加，MC共晶碳化物先增加后減少，衍射峰沒有發(fā)生偏移現(xiàn)象，與之前理論參數(shù)值計算相吻合.2.2 Nb含量對微觀組織的影響

圖4為FeAlCuCrNiNbx系高熵合金堆焊層橫截面顯微硬度分布.從圖4可以直觀的看到，橫截面顯微硬度隨著Nb含量的增加呈先增大后減小的趨勢，當(dāng)Nb0.8時顯微硬度值最高，為602 HV，約為基材硬度的2.6倍.另外，熱影響區(qū)顯微硬度與焊縫表面顯微硬度變化趨勢相同，并且熱影響區(qū)的顯微硬度都比焊縫表面顯微硬度小.圖5為FeAlCuCrNiNb0.8高熵合金橫截面組織形貌，由于熱影響區(qū)屬于不完全結(jié)晶區(qū)，吸收的熱量大多用于晶粒生長，使得晶粒易粗大，致使其韌性、顯微硬度降低[14].而焊縫為完全結(jié)晶區(qū)，組織細(xì)化程度要優(yōu)于熱影響區(qū)，因此熱影響區(qū)顯微硬度比焊縫顯微硬度小.圖6為FeAlCuCrNiNbx系高熵合金堆焊層平均顯微硬度與磨損量對比，堆焊層顯微硬度值隨著Nb含量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢.Nb0.8時，平均硬度最大，為596 HV，磨損量曲線呈先減小后增大的趨勢，且磨損量最小，為0.30 g.這說明此材料晶粒越小硬度越高，合金的耐磨性越好.基體的平均硬度為232 HV，均低于各成分堆焊層合金的平均硬度，Nb是強碳化物形成元素，原子半徑相對較大，發(fā)生晶格畸變，使得位錯運動受阻，致使高熵合金硬度遠(yuǎn)高于基體[15].

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3100065