超声振动对激光熔覆高熵合金涂层组织与耐磨性能的影响

作     者：张咪娜 王以珅 王大锋 周宇航 高世阳 周述东 韦超 李琳 ZHANG Mina;WANG Yishen;WANG Dafeng;ZHOU Yuhang;GAO Shiyang;ZHOU Shudong;WEI Chao;LI Lin

作者机构：中国科学院宁波材料技术与工程研究所激光极端制造中心浙江宁波305201 宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315211 中国兵器科学研究院宁波分院浙江宁波315103 

基　　金：国家重点研发计划项目(2023YFB4607000) 浙江省重点研发计划项目(2024C01178) 中国科学院宁波材料技术与工程研究所所长基金(E30902QF14) 中国兵器工业集团第五二研究所所列基金(NBFJ2022-07) 中国兵器工业集团第五二研究所优秀青年科技人才培养基金项目(YQJJ2023-04) 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第13期

页      码：22-32页

摘      要：目的研究超声振动对高熵合金涂层的裂纹抑制机理与力学性能影响。方法采用自主设计的超声振动平台开展试验。使用激光共聚焦显微镜观察高熵合金涂层的截面形貌,对比超声添加前后裂纹的数量以及分布情况。采用扫描电镜、X射线衍射仪等测试设备,探究添加超声前后涂层的微观组织转变、元素分布趋势与晶粒尺寸等。借助显微硬度仪与往复摩擦磨损试验机研究涂层的显微硬度与耐磨性。结果超声振动作用下,熔池的润湿角发生变化,截面由半圆状变为椭圆状。超声振动显著细化涂层的晶粒,破碎的柱状晶增加了凝固晶核的数量,同时促进了FCC相在晶界处的析出。FCC析出相形成“网状”结构,增强了晶界处吸收应力的能力,有助于抑制涂层中裂纹的扩展。涂层显微硬度由503HV0.5提升至526HV0.5,室温摩擦因数由0.669下降至0.586,摩擦曲线更加平稳。添加超声振动后,涂层的磨损机制为磨粒磨损与氧化磨损。结论超声振动产生的空化效应与声流效应减小了熔池的温度梯度,细化了晶粒,抑制了裂纹在晶界处扩展。添加超声振动后,涂层的力学性能与摩擦性能得到提升。

主 题 词：超声振动 高熵合金 激光熔覆 裂纹抑制 微观组织 耐磨性能 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.13.003

馆 藏 号：203129901...