206 / 2021-04-06 23:09:37

锆合金表面激光熔覆制备CrHfNbTaTiZr系难熔中/高熵合金涂层研究

激光熔覆；难熔金属；中/高熵合金；电子背散射衍射；硬度

采用激光熔覆技术成功地在Zr702合金表面制备出了六种CrHfNbTaTiZr系难熔中/高熵(MEA/HEA)合金涂层（总体厚度380-420 μm），并综合利用XRD、ECC、EDS和EBSD技术对涂层的相组成、成分及微观组织特征进行了细致表征和分析。NbTiZr和HfTiZr涂层分别由BCC和HCP相组成，硬度分别为510 ± 22 HV和794 ± 42 HV；NbTiZr涂层以氧化磨损和磨粒磨损为主，而HfTiZr涂层主要以磨粒磨损和粘着磨损为主。NbTaTiZr涂层由BCC相组成，而CrNbTiZr涂层由BCC固溶相和Cr₂Zr Laves相共同组成，它们的硬度分别为550 ± 26 HV和637 ± 46 HV；NbTaTiZr涂层以氧化磨损和磨粒磨损为主，耐磨损性能显著优于基体，而CrNbTiZr涂层主要以磨粒磨损和粘着磨损为主，耐磨损性能略好于基体。HfNbTaTiZr涂层主要由BCC相和HCP片层组织组成，而CrHfTaTiZr涂层由BCC固溶相、HCP固溶相和Cr₂Ta Laves相共同组成，硬度分别为668 ± 42 HV和701 ± 46 HV；HfNbTaTiZr涂层主要以磨粒磨损和粘着磨损为主，而CrHfTaTiZr涂层主要以磨粒磨损为主，它们的耐磨损性能较为相近，略优于基体。综合分析显示，随着合金元素数量的增加，金属间化合物相的数量逐渐增多，元素种类相对较少的NbTaTiZr MEA涂层具有最佳的综合性能。