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渗氮对超音速火焰喷涂AlxCoCrFeNi高熵合金涂层组织和磨损性能的影响

为研究渗氮处理对Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层磨损性能的影响，采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在35CrMo钢基体表面制备了Al_xCoCrFeNi(x=0.4,0.7,1.0)高熵合金涂层，接着对高熵合金涂层进行渗氮处理，并对渗氮前后的Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层进行摩擦磨损试验。研究了涂层的组织、相组成和显微硬度，并讨论了渗氮处理对涂层磨损性能的影响。结果表明，HVOF喷涂Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层结构致密，并随着Al含量的增加，涂层由FCC相转变为BCC相。涂层的显微硬度和耐磨性随铝含量的增加而增加。渗氮后涂层呈现FCC相和各种氮化相(主要为AlN和CrN)，涂层的显微硬度值约为未渗氮涂层的2倍。渗氮前后的高熵合金涂层均具有良好的耐磨性，且氮化涂层的耐磨性优于未渗氮涂层，渗氮后的AlCoCrFeNi高熵合金涂层具有最佳的耐磨性。未渗氮涂层的磨损机理如下:当x=0.4时主要为磨粒磨损和粘着磨损；当x=0.7时粘着磨损加剧；当x=1.0时主要为摩擦氧化磨损和轻微的磨粒磨损。渗氮涂层的磨损机理如下:当x=0.4时以磨粒磨损为主;当x=0.7时主要为磨粒磨损和粘着磨损；当x=1.0时为摩擦氧化磨损和磨粒磨损。