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C掺杂对Al0.2Co1.5CrFeNi1.5Ti0.5高熵合金基复合材料显微组织、力学性能和摩擦学性能的影响

摘要：通过在Al_0.2Co_1.5CrFeNi_1.5Ti_0.5高熵合金中以1:1的比例添加Ti和C元素，应用放电等离子烧结技术原位合成TiC增强的Al_0.2Co_1.5CrFeNi_1.5Ti_0.5高熵合金基复合材料。该复合材料主要由面心立方固溶体和原位合成的TiC组成，TiC晶界钉扎效应诱导产生纳米晶，其含量随着C含量的增加而增加。当C含量增加到摩尔比2.0时，高熵合金基复合材料的显微维氏硬度由410 HV_0.3提高到850 HV_0.3，屈服强度由1080 MPa提高到2164 MPa。C原子间隙固溶强化、原位TiC弥散强化、FCC细晶强化是Al_0.2Co_1.5CrFeNi_1.5Ti_0.5高熵合金基复合材料的主要强化机制。Al_0.2Co_1.5CrFeNi_1.5Ti_2.5C_2.0复合材料的耐磨性比Al_0.2Co_1.5CrFeNi_1.5Ti_0.5高熵合金提高了40倍左右。TiC的强化作用和原位摩擦化学反应形成的氧化物釉质层的保护作用是耐磨性得以大幅度提高的主要原因。