FeCoNiCr x Al激光熔覆层的组织与性能研究
发布时间：2021-08-07 03:36
高熵合金一般由5至13种元素组成,各元素所占摩尔含量不低于5%,且一般不超过35%。高熵合金具有高强度、高硬度、高耐磨性、高耐蚀性等特点,是一种较为理想的涂层材料。本研究使用激光熔覆的方法在Q345钢表面熔覆制备了 FeCoNiCrxAl（x=1、1.5、2、2.5）高熵合金熔覆层和 FeCoNiCr1.5Al+陶瓷颗粒增强的高熵合金熔覆层。并利用扫描电镜、X射线衍射仪等先进的测试方法对熔覆层的物相及组织进行了表征;用电化学工作站和摩擦磨损设备对熔覆层的耐腐蚀性能和耐磨损性能进行了测试。利用激光熔覆技术在Q345钢基体上制备出高熵合金涂层,对激光熔覆的各项工艺参数进行优化,并探究了各工艺参数对熔覆成形的影响。结果表明,随着激光功率的增加,熔覆层深度明显增加,稀释率增大;随着扫描速度的增加,熔覆层的高度明显减小,而熔覆层深度减小;随着送粉量的增加,熔覆层的高度增加,但熔覆层的深度减小,而稀释率降低;随着搭接率的增加,熔覆层的宽度降低,熔覆层的高度增大,稀释率降低。在工艺参数为:激光功率1600W、激光扫描速度8 mm/s、送粉量7.5 g/min、搭接率50%时,制备出成形良好的熔覆层,...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２合金混合熵ＡＳｃｏｎｆ与组元数ｎ的关系??－［２８］
山东大学硕士学位论文??兹曼热力学统计原理，可用公式（１－１）［２７］计算体系混合熵。由式（１－１）混合熵的计算??可知，只有当合金的组元数不低于５种时，合金体系的混合熵才能大于１．６Ｒ。??ｗ?＝?￣Ｒ（ｉ／ｎｌｎｌ／ｎ?＋?１／?ｎｌｎｌ／?ｎ?＋?．．．?＋?１／?ｎｌｎｌ／?ｎ）??＝Ｒ＼ｎ＼ｌ?ｎ?＝?－＼ｎｎ?（１－１）??由式（１－１）可得，??？?＝?３时，ＡＳ咖＾１．０９７火??ｎ?＝?４Ｈ，?ＡＳ；ｏｎｆ?＝?１．３８６＾??ｎ?＝?５＾，?ＡＳ；ｏｎｆ?＝?１．６０９＾??？?＝?６时，＾〇）？／＝１．７９０穴??ｉ９－?ｚ??交?６?．，，??ｙ??０＾??????？?????？???１?２?３?４?５?６??ｎ??图１－２合金混合熵ＡＳｃｏｎｆ与组元数ｎ的关系??根据体系的熵值对合金进行划分，如图１－３所示［２８］。当混合熵大于１．６Ｒ时??称其为高熵合金，因而高熵合金即具有较高混乱度的合金。高熵合金不同于传统??合金，其具有的五种甚至五种以上组元等摩尔比或近等摩尔比的成分设计带来了??较高的混乱度。??／?（?＼?ＡＳｏ＾ｆ＜０．６９Ｒ?ｙ?）?＼??ｙ?中熵合金?ｙ?ｊ??高熵合金??图１－３以混合熵划分合金种类??３??
?＝?ＡＨ?—?ＴＡＳ?，１??（丄－ｚ）??式中：ｒ为热力学温度，Ａ／／为混合焓，Ａ６＊为混合熵，ＡＧ为吉布斯自由能。??（二）晶格畸变特性：传统合金设计往往为单一的主要组元，其它元素的原??子固溶于主元之中，由于非主元元素的含量较低，形成固溶体时晶格畸变较小，??晶格排列较为规则。但在高熵合金中，主要组元数量较多，并且各元素原子尺寸??大小存在差异，形成具有单一晶格结构固溶体时往往伴随较大的晶格畸变，如图??１－３所示，这种较大的晶格畸变效应使得合金具有更高的强度和硬度。??图１－３局滴合金晶格不意图??（三）迟滞扩散效应：高熵合金中由于合金元素的种类不同，原子大小各异。??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响[J]. 任县利,张伟伟,伍晓勇,吴璐,王月霞. 物理学报. 2020(04)
[2]高熵合金强韧化的研究进展[J]. 谭雅琴,王晓明,朱胜,乔珺威. 材料导报. 2020(05)
[3]激光熔覆制备高熵合金涂层的研究进展[J]. 姜浩,杜克泽,姜玉芹,张玉震. 企业科技与发展. 2020(01)
[4]激光熔覆技术研究现状与发展趋势[J]. 崔佳鹏. 农机使用与维修. 2019(12)
[5]激光熔覆FeCrNiCoCuAlx高熵合金涂层的耐腐蚀与抗冲蚀性能[J]. 鲍亚运,纪秀林,姬翠翠,赵建华,程江波,徐霖. 材料工程. 2019(11)
[6]Nb含量对FeAlCuCrNiNbx系高熵合金组织及性能的影响[J]. 郭世彬,肖传栋,辛丽雪,张佳莹. 焊接. 2019(10)
[7]Mo元素含量对FeAlCuCrNiMox系高熵合金组织结构及性能的影响[J]. 苏允海,邓越,窦丽杰,梁学伟. 焊接学报. 2019(09)
[8]“高能冲击磁控溅射技术及工程应用”专题序言[J]. 李刘合. 表面技术. 2019(09)
[9]CeO2掺杂对CoCrCuFeMn高熵合金组织结构与耐磨性的影响[J]. 马明星,王志新,卢金斌,周家臣,梁存,朱达川,张德良. 材料热处理学报. 2019(09)
[10]H11钢表面激光熔覆Al2CoCrCuFeNi高熵合金涂层组织性能[J]. 李杰,王东生. 应用激光. 2019(04)
博士论文
[1]AlCrFeCoNiCu系多主元合金及其复合材料的组织与性能[D]. 王艳苹.哈尔滨工业大学 2009
[2]送粉激光熔覆应用基础理论的研究[D]. 张庆茂.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2000
硕士论文
[1]CoCrFeNiTiAlχ高熵合金涂层的制备及性能研究[D]. 刘建儒.长安大学 2019
[2]AlyCoxCrFeNiV0.3Tiz多主元合金的组织与性能研究[D]. 曹海洋.西安理工大学 2018
[3]CoCr（Fe）Ni基高熵合金的深过冷研究[D]. 周正.燕山大学 2018
[4]CuCrFeNiMn高熵合金的耐蚀性能研究[D]. 李冬梅.郑州大学 2010
本文编号：3327001
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２合金混合熵ＡＳｃｏｎｆ与组元数ｎ的关系??－［２８］
山东大学硕士学位论文??兹曼热力学统计原理，可用公式（１－１）［２７］计算体系混合熵。由式（１－１）混合熵的计算??可知，只有当合金的组元数不低于５种时，合金体系的混合熵才能大于１．６Ｒ。??ｗ?＝?￣Ｒ（ｉ／ｎｌｎｌ／ｎ?＋?１／?ｎｌｎｌ／?ｎ?＋?．．．?＋?１／?ｎｌｎｌ／?ｎ）??＝Ｒ＼ｎ＼ｌ?ｎ?＝?－＼ｎｎ?（１－１）??由式（１－１）可得，??？?＝?３时，ＡＳ咖＾１．０９７火??ｎ?＝?４Ｈ，?ＡＳ；ｏｎｆ?＝?１．３８６＾??ｎ?＝?５＾，?ＡＳ；ｏｎｆ?＝?１．６０９＾??？?＝?６时，＾〇）？／＝１．７９０穴??ｉ９－?ｚ??交?６?．，，??ｙ??０＾??????？?????？???１?２?３?４?５?６??ｎ??图１－２合金混合熵ＡＳｃｏｎｆ与组元数ｎ的关系??根据体系的熵值对合金进行划分，如图１－３所示［２８］。当混合熵大于１．６Ｒ时??称其为高熵合金，因而高熵合金即具有较高混乱度的合金。高熵合金不同于传统??合金，其具有的五种甚至五种以上组元等摩尔比或近等摩尔比的成分设计带来了??较高的混乱度。??／?（?＼?ＡＳｏ＾ｆ＜０．６９Ｒ?ｙ?）?＼??ｙ?中熵合金?ｙ?ｊ??高熵合金??图１－３以混合熵划分合金种类??３??
?＝?ＡＨ?—?ＴＡＳ?，１??（丄－ｚ）??式中：ｒ为热力学温度，Ａ／／为混合焓，Ａ６＊为混合熵，ＡＧ为吉布斯自由能。??（二）晶格畸变特性：传统合金设计往往为单一的主要组元，其它元素的原??子固溶于主元之中，由于非主元元素的含量较低，形成固溶体时晶格畸变较小，??晶格排列较为规则。但在高熵合金中，主要组元数量较多，并且各元素原子尺寸??大小存在差异，形成具有单一晶格结构固溶体时往往伴随较大的晶格畸变，如图??１－３所示，这种较大的晶格畸变效应使得合金具有更高的强度和硬度。??图１－３局滴合金晶格不意图??（三）迟滞扩散效应：高熵合金中由于合金元素的种类不同，原子大小各异。??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响[J]. 任县利,张伟伟,伍晓勇,吴璐,王月霞. 物理学报. 2020(04)
[2]高熵合金强韧化的研究进展[J]. 谭雅琴,王晓明,朱胜,乔珺威. 材料导报. 2020(05)
[3]激光熔覆制备高熵合金涂层的研究进展[J]. 姜浩,杜克泽,姜玉芹,张玉震. 企业科技与发展. 2020(01)
[4]激光熔覆技术研究现状与发展趋势[J]. 崔佳鹏. 农机使用与维修. 2019(12)
[5]激光熔覆FeCrNiCoCuAlx高熵合金涂层的耐腐蚀与抗冲蚀性能[J]. 鲍亚运,纪秀林,姬翠翠,赵建华,程江波,徐霖. 材料工程. 2019(11)
[6]Nb含量对FeAlCuCrNiNbx系高熵合金组织及性能的影响[J]. 郭世彬,肖传栋,辛丽雪,张佳莹. 焊接. 2019(10)
[7]Mo元素含量对FeAlCuCrNiMox系高熵合金组织结构及性能的影响[J]. 苏允海,邓越,窦丽杰,梁学伟. 焊接学报. 2019(09)
[8]“高能冲击磁控溅射技术及工程应用”专题序言[J]. 李刘合. 表面技术. 2019(09)
[9]CeO2掺杂对CoCrCuFeMn高熵合金组织结构与耐磨性的影响[J]. 马明星,王志新,卢金斌,周家臣,梁存,朱达川,张德良. 材料热处理学报. 2019(09)
[10]H11钢表面激光熔覆Al2CoCrCuFeNi高熵合金涂层组织性能[J]. 李杰,王东生. 应用激光. 2019(04)
博士论文
[1]AlCrFeCoNiCu系多主元合金及其复合材料的组织与性能[D]. 王艳苹.哈尔滨工业大学 2009
[2]送粉激光熔覆应用基础理论的研究[D]. 张庆茂.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2000
硕士论文
[1]CoCrFeNiTiAlχ高熵合金涂层的制备及性能研究[D]. 刘建儒.长安大学 2019
[2]AlyCoxCrFeNiV0.3Tiz多主元合金的组织与性能研究[D]. 曹海洋.西安理工大学 2018
[3]CoCr（Fe）Ni基高熵合金的深过冷研究[D]. 周正.燕山大学 2018
[4]CuCrFeNiMn高熵合金的耐蚀性能研究[D]. 李冬梅.郑州大学 2010
本文编号：3327001
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