激光熔覆CoCrCu_(0.4)FeNi高熵合金涂层的微观组织和性能

摘要

目的提高零部件的硬度和耐磨性。方法采用Ni-Cr-B-Si、Co-Cr-B-Si自熔合金以及Cu粉在Q235钢基体上激光熔覆CoCrCuFeNi高熵合金涂层,激光功率为2.2、2.4 kW,扫描速度为9、12 mm/s,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析涂层的微观组织,并测试了涂层的显微硬度。结果Cu含量较高的涂层与基体形成了良好的冶金结合,但在涂层中存在严重的Cu偏析现象;Cu含量较低的涂层与基体结合处附近存在少量孔洞缺陷,局部区域具有调幅分解,涂层微观组织主要由树枝晶和枝晶间组成,树枝晶为FCC1,富Cu贫Cr,枝晶间为FCC2,富Cr贫Cu,还存在少量的纳米相,形成了具有C和B间隙固溶的CoCrCu_(0.4)FeNi高熵合金涂层。熔覆的涂层厚度为2.19~2.58 mm,涂层枝晶厚度为2.2~7.3μm,且枝晶越小,硬度越高。涂层的显微硬度为280~300HV0.2,基体的硬度为110~130HV0.2,约为基体的2.5倍。结论采用Ni-Cr-B-Si、Co-Cr-B-Si自熔合金和Cu粉激光熔覆了CoCrCuFeNi高熵合金涂层可提高Q235钢基体的硬度。激光功率越低,扫描速度越大,树枝晶越细小,细晶强化的作用越强,涂层的硬度越高。