FeCoNiCrNb0.5Mo0.25高熵合金激光熔覆层组织的共晶化行为及耐磨耐蚀机理

作者：周子钧; 姜芙林^*; 杨发展; 王玉玲; 杨勇; 宋鹏芳; 仲照琳

来源：中国激光, 2023, 50(04): 110-125.

• 激光技术
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针对42CrMo材质舰船艉轴等海工装备在高盐、潮湿、重载环境下的表面腐蚀、磨损问题，本团队利用激光熔覆技术在42CrMo基体表面制备FeCoNiCrNb0.5Mo0.25高熵合金熔覆层，探究了FeCoNiCrNb0.5Mo0.25高熵合金激光熔覆层在不同激光功率下的组织共晶化及其对耐磨性与耐蚀性的强化机理。研究结果表明：FeCoNiCrNb0.5Mo0.25高熵合金激光熔覆层呈现由FCC相和Laves相组成的不完全共晶组织形态；适当提高激光功率可以促进组织的共晶化，特别是当激光功率为1400 W时，高熵合金熔覆层中部呈现为层状间距约为86 nm的纳米共晶组织；过高的激光功率导致基体中的Fe元素对高熵合金熔覆层的稀释作用增强，减弱了Mo和Nb对组织共晶化的促进作用；激光熔覆功率的增加会增强基体元素对熔覆层的稀释作用，降低熔覆层的平均硬度，当激光熔覆功率为1200 W时熔覆层具有最高的显微硬度665.8 HV1.0(约为基体的2.34倍)；与基体相比，FeCoNiCrNb0.5Mo0.25高熵合金熔覆层具有良好耐磨性与耐蚀性，激光功率为1400 W时层状交替排列的共晶组织和氧化物薄膜使得熔覆层的耐磨性显著增强，磨损率为0.079 mm3·N-1·m-1；当激光功率为1300 W时，熔覆层具有最低的自腐蚀电流密度1.716×10-6 A·cm-2。FeCoNiCrNb0.5Mo0.25高熵合金激光熔覆层的腐蚀机理为FCC相优先腐蚀，共晶组织的存在在一定程度上降低了熔覆层的耐蚀性；具有良好共晶组织的熔覆层(1400 W)的耐蚀性相对有所降低，自腐蚀电流密度为4.332×10-6 A·cm-2。

• 出版日期2023
• 单位青岛理工大学