铝合金表面激光沉积AlCrFeCoNiCu高熵合金组织与工艺优化

摘要

为了提高铝合金表面的力学性能,利用同轴送粉器将高纯度的Cr,Fe,Co,Ni,Cu粉末激光沉积在铝合金表面,制备了AlCrFeCoNiCu高熵合金涂层.以激光功率、扫描速度、送粉率为因子,以润湿角、稀释率为响应,综合田口分析与逼近理想值分析(TOPSIS)对激光沉积工艺参数进行多目标优化.利用XRD、SEM和EDS技术分析了涂层的相结构、微观组织和元素含量,并对涂层进行了显微硬度测试.采用优化后的工艺参数进行实验验证,最优值接近度G由0.538 9增加到0.567 4,提高了5.28％,最佳工艺参数为激光功率1 300W,扫描速度120 mm/min,送粉率5.4 g/min.沉积层为FCC和BCC相结构;显微组织包括柱状晶、等轴晶,在枝晶间出现Cu偏析;涂层的平均硬度为509 HV0.2,是基材的5倍.结果 表明:综合利用田口分析和TOPSIS的方法可有效优化铝合金表面激光沉积高熵合金的工艺参数,AlCrFeCoNiCu高熵合金涂层可以显著改善铝合金表面的力学性能.