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1。2 高熵合金涂层研究现状和发展

1。2。2 微束等离子熔覆技术

1。3   研究内容与选题意义

本实验选用 H13 钢作为激光熔覆基体，在惰性气体保护下，采用高能激光束进行扫 描辐照，达到对工业上广泛使用的材料表面激光高熵合金化处理的目的。

本课题主要研究高熵合金在 H13 钢表面，采取激光熔覆技术进行表面处理后，涂层 及热影响区的相变换，以及硬度、耐磨性、耐蚀性等性质较基体的优化，给出合理的工 艺参数，将理论研究出的优良工艺方法同实际生产相结合，改善生产活动中常用材料的

性能，促进高熵合金的推广，也使其更快的投入使用。 在现阶段，由于高熵合金的制备主要停留在较简单的铸造阶段，且制备出的材料较

小，这种潜力巨大的合金还没能投入实际应用中。因此，很有必要对其进行深入的研究。

第二章 实验材料、方法及过程

2。1 实验粉末的制备

由于 Co、Cr、Cu、Fe、Mo、Ni、V 这七种金属元素在元素周期表中位置相邻，且 都处于周期表的副族，它们的原子半径相差不大，性能上也有相似之处，这几个元素间 易形成无限固溶合金，利于合金的稳定结合，因此设计涂层粉末的成分时，选择了这几 种元素。根据上述思想，设计了 FeCoCrCuNiMoVSiB 高熵合金涂层。具体的合金粉末 配比如下表 2-1 所示。

表 2-1 实验粉末配比(摩尔比)

元素 Fe Co Ni Cr Cu Mo V Si B

比例 1 1 1 1 0。2 0。5 0。1 0。1 0。2

首先根据各元素的摩尔比得到的重量比与需要配置的粉末的总重量，计算出各单质 粉末的重量并采用精密电子天平加以称量。合金化层的成分将直接受合金粉末混合均匀 性的影响。为此将放于球磨罐中的粉末在球磨机上旋转三小时左右，以使金属粉末充分 混合均匀且能使粉末的粒径更小，如图 2-1 所示。在激光熔覆的过程中，如果合金粉末 混合不均匀，会导致严重后果，如合金化层与基体之间的结合力会下降，粉末融化后难 以相互结合，粉末会由于熔点不同产生明显的成分偏聚导致涂层不均匀质量恶化等。然 后，将混合好的粉末置于干燥箱中 120℃干燥 2~3h 备用。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

2。2 试验方法

图 2-1 行星球磨机

试验方法采取预处理基材→涂层合金预制→激光熔覆的过程，其中预处理基材和涂 层合金预制属于准备工作，但也对激光熔覆后的涂层有很大影响，需要仔细认真的操作。

2。2。1 预处理基材

实验选用的基材是 H13 钢，H13 钢在用 Cr、Mo、V 等元素强化后，具有高的高 温韧性等优良性能。但其硬度较低，耐磨性差，虽然可以通过电镀、热喷涂等方法制备 涂层，增加其表面硬度和耐磨性，但是 H13 钢基体和涂层结合效果不好，容易剥落，因 此采用激光熔覆的方法制备高熵合金涂层，并进一步研究探讨对其的性能改善。 (责任编辑：qin)