C和Nb添加对Ti基体上等离子熔覆FeCoCrNi高熵合金涂层组织与性能的影响

摘要

采用等离子熔覆的方法在Ti基体上制备了FeCoCrNiCx(x=0.25,0.5,0.8)和FeCoCrNiNbx(x=0.25,0.6,0.8)高熵合金涂层.通过扫描电子显微镜(SEM/EDS)、X光衍射仪和显微硬度计、球盘式摩擦磨损试验机研究了涂层的显微结构和磨损性能.结果表明所有涂层的微观形貌都是树枝晶结构.FeCoCrNiC0.25涂层由HCP和FCC相组成,随着C(x=0.5,0.8)元素增加,HCP相消失,BCC相出现.FeCoCrNiNb0.25涂层由FCC相和Cr2Nb型Laves相组成,随着Nb(x=0.6,0.8)元素增加,涂层中出现了BCC相.硬度最高和磨损性能最好的是FeCoCrNiC0.5涂层.在FeCoCrNiC(Nb)x系涂层中,随着C(Nb)含量的增加,耐磨性先提高后下降,涂层的磨损性能都优于Ti基体.有润滑作用的HCP相结构和高硬度的BCC相结构都可以改善涂层的磨损性能.所有涂层的BCC和FCC形成规律可以通过VEC来预测,FeCoCrNiNbx系涂层还可以通过δ-ΔHmix图像来预测.可以通过此规律建立起涂层的成分、相组成和力学性能之间的对应关系,通过调控相应的涂层成分以得到相应的相组成,从而得到相应的力学性能.