硬质相WC和TiC对激光熔覆高熵合金MoFeCrTiW涂层组织与性能的影响

发布时间：2017-12-09 06:33

  本文关键词：硬质相WC和TiC对激光熔覆高熵合金MoFeCrTiW涂层组织与性能的影响

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【摘要】：为获得高性能的涂层材料,本课题结合高熵合金设计理念,采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备高熵合金MoFeCrTiW涂层材料,同时研究了不同含量的硬质相WC及TiC对高熵合金组织与性能的影响。利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微硬度计、环-块对磨滑动摩擦试验机及电化学工作站分别研究了高熵合金体系MoFeCrTiW(WC)×(x为质量百分比,分别为10%、20%、30%)和MoFeCrTiW(TiC)y(y为质量百分比,分别为5%、10%、15%)的微观组织、物相、微区成分及元素分布、硬度、耐磨性能及耐蚀性能。高熵合金MoFeCrTiW(WC)×研究结果表明,高熵合金MoFeCrTiW涂层由枝晶构成。随着WC的添加,涂层中出现了比较细小的胞状晶。当WC含量为10%时,涂层中形成粗大枝状晶,且由BCC固溶组织及大量的金属间化合物(TiCr、TiCr及Fe9.64Ti0.36)构成,涂层平均硬度为508HV0.2,相比未添加前涂层,硬度反而降低,耐磨性能有所下降。当WC含量为20%时,涂层以细小的胞状晶为主,由BCC固溶相及金属间化合物构成,其中金属间化合物TiCr衍射强度减弱,金属间化合物含量减小,涂层的平均硬度为539.5HV0.2,较10%WC有所提高,且涂层摩擦系数较小,耐磨性能提高。当WC含量为30%时,涂层晶粒细小致密,元素Mo、Ti、W主要在枝晶内富集,Fe、Cr枝晶间含量较高;涂层中金属化合物(如TiCr、TiCr2等)含量明显减少,同时涂层中出现少量弥散分布的WC颗粒,硬度达到最高(约为657HV0.2),摩擦系数较低(约为0.25),磨损量减少,耐磨性能提高;电化学实验表明,其涂层的自腐蚀电流密度变大,自腐蚀电位减小,耐腐蚀性能降低。高熵合金MoFeCrTiW(TiC)y研究结果表明,当向高熵合金MoFeCrTiW材料中添加5%TiC时,涂层中组织不仅形成了树枝晶,同时还形成等轴胞状晶;涂层的平均硬度526.6HV0.2,耐磨性能较低。同时由于TiC含量的增加,TiC颗粒弥散分布于涂层内;枝晶内富集Mo、Ti、W,枝晶间富集Fe、Cr、C,高熵合金涂层平均硬度(655.85HV0.2),硬度升高明显,耐磨性能提高。当TiC添加量为10%时,涂层组织由枝晶和少量的胞状晶组成。XRD衍射结果表明,金属间化合物减少,涂层的平均硬度为505.73HV0.2,硬度降低,耐磨性能较差。当TiC添加量为15%时,涂层晶粒细小,枝晶向四周生长,涂层的耐腐蚀性能较未添加的高熵合金涂层下降。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4

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1 陈磊;硬质相WC和TiC对激光熔覆高熵合金MoFeCrTiW涂层组织与性能的影响[D];贵州大学;2015年

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本文编号：1269450