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渗氮对超音速火焰喷涂AlxTi(1-x)CoCrFeNi高熵合金涂层组织结构和磨损性能的影响

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为研究渗氮处理对Al_xTi_(1-x)CoCrFeNi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_xTi_(1-x)CoCrFeNi (x=1,0.875,0.75)高熵合金涂层，接着对高熵合金涂层进行等离子体渗氮处理，并对渗氮前后的Al_xTi_(1-x)CoCrFeNi高熵合金涂层进行摩擦磨损试验。研究了涂层的微观形貌、相组成和显微硬度，并讨论了渗氮处理对高熵合金涂层磨损性能的影响。结果表明，HVOF喷涂Al_xTi_(1-x)CoCrFeNi高熵合金涂层结构致密，相结构为BCC相，渗氮后BCC相形成元素被消耗，涂层呈现FCC相和各种氮化物相（AlN、CrN等）。与35CrMo钢基体（273 HV_0.2）相比，涂层的显微硬度随着Ti含量的增加依次为479 (AlCoCrFeNi)、506 (Al_0.875Ti_0.125CoCrFeNi)和548 HV_0.2 (Al_0.75Ti_0.25CoCrFeNi)，氮化涂层的显微硬度值约为未氮化涂层的2倍。未渗氮的Al_xTi_(1-x)CoCrFeNi高熵合金涂层耐磨性优于35CrMo钢基体，且氮化涂层的耐磨性更优异，渗氮后的Al_0.75Ti_0.25CoCrFeNi高熵合金涂层具有最佳的耐磨性能，磨损率低至2.17×10^-6 mm³.N^-1.m^-1。未氮化涂层的磨损失效机制主要是塑性变形和氧化磨损；氮化涂层的磨损失效机制主要是磨粒磨损、氧化磨损与粘着磨损。