铬铁原矿粉掺杂制备CrFeNiSiAl0.5 高熵合金涂层及其组织性能
2021-03-12李刚刘囝常雷明李立轩熊梓连
李刚,刘囝,常雷明,李立轩,熊梓连
(辽宁工程技术大学 材料科学与工程学院,辽宁 阜新 123000)
铬铁矿是我国的战略性稀缺矿种[1],铬铁矿石开采后,经粗选、球磨、冶炼等工序,可作为制备高性能不锈钢、耐热钢及合金的原材料[2],但也存在成本高、工序复杂、利用率低等缺点[3-4]。高熵合金[5]因其结构的特殊性,不仅具有较高的强度与良好的耐磨性[6-7],且拥有高加工硬化、高电阻率[8-9]、耐腐蚀性及抗高温性能[10-11]。目前,纯多组元高熵合金的制备多采用熔覆[12]、真空熔炼[13]、磁控溅射[14]或机械合金化[15]等方法。翁子清[16]等采用激光熔覆技术在45#钢基体上制备了表面形貌良好的FeCrNiCoMn 高熵合金涂层,研究了高熵合金涂层的抗高温软化性能。洪丽华[17]等利用真空电弧熔炼炉制备了Al0.5CoCrFeNi 高熵合金,研究了其抗高温腐蚀性能。Liu[18]等采用直流磁控溅射法,制备了FeCoNiCuVZrAl 高熵合金多组分非晶氮化物薄膜。Rogal 等[19]利用机械合金化法制备了AlCoCrFe 和AlCoCrFeNi 系的四种不同组成的高熵合金复合材料,但该方法制备出的粉末需再加工才可应用,存在高耗能、低产值[20-21]、污染严重[22]等缺点。利用激光熔覆技术,采用铬铁原矿粉直接、快速、短流程加工制备高熵合金复合材料涂层,对矿物资源的快速、高附加值利用具有重大意义。
本文在纯金属粉末Cr、Fe、Ni、Al、Si 中,加入一定量的铬铁原矿粉,采用激光熔覆法制备了CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层,并对涂层进行组织性能表征,拟为后续全组元铬铁原矿粉激光熔覆制备高熵合金涂层做先期理论准备和技术初探。……
