碳含量对粉末冶金非等原子比Fe_(70)Co_(7.5)Cr_(7.5)Ni_(7.5)V_(7.5)中熵合金微观组织、力学性能和耐磨损性能的影响

摘要

本文采用机械球磨、冷压成型和真空烧结法制备了碳含量不同的非等原子比Fe_(70)Co_(7.5)Cr_(7.5)Ni_(7.5)V_(7.5)中熵合金,并对合金的组织演变、力学性能和耐磨损性能进行了研究。Fe_(70)Co_(7.5)Cr_(7.5)Ni_(7.5)V_(7.5)合金以体心立方结构(bcc)为基且内部有σ析出相。加入4 at%和8 at%的碳后,合金相组成分别转变成bcc+MC+σ和bcc+MC+M_(23)C_(6)。合金力学性能和耐磨损性能随基体内碳化物的增加而显著提升。随碳含量的提高,合金的抗弯强度和硬度分别从1520 MPa和HRC 57.2提高到3245 MPa和HRC 61.4。并且,合金的主导磨损机制从黏着磨损转变为磨粒磨损。由于均匀分布的微米级碳化物和析出的纳米级碳化物,Fe_(64.4)Co_(6.9)Cr_(6.9)Ni_(6.9)V_(6.9)C_(8)在10 N的载荷下具有极低磨损率,为1.3×10^(-6)mm^(2)/(N·m)。