研究进展
Mo元素对激光粉末定向能沉积制备的 FeCoNiCrMox 高熵合金涂层耐磨性和耐腐蚀性增强的多重影响

我中心研究生王泽坤、朱建副教授和吴永玲教授在Surface and Coatings Technology期刊上发表了题为“Multi-effects of Mo on enhancement of wear and corrosion resistances of FeCoNiCrMox high entropy alloys coatings prepared by laser powder directed energy deposition”的论文。

本研究采用激光粉末定向能沉积(LP-DED)技术制备了FeCoNiCrMoxx=0.1,0.3,0.5,at.%)高熵合金(HEAs)涂层。由于Mo的过饱和以及反复退火效应导致Mo0.3 Mo0.5涂层中出现了新的面心立方(FCC2)相析出。LP-DED的循环热活化效应使微观组织中形成了大量细小的亚晶粒。位错壁的溶质分离效应促进了亚晶粒边界σ相的形成。由于析出了硬脆的σ相,显微硬度随着钼含量的增加而增加。 Mo0.5涂层的硬度与主要由体心立方(BCC)相组成的铸态HEA的硬度相当。相的增加导致了磨料磨损和氧化磨损替代粘着磨损机制。LP-DED HEAs涂层的耐腐蚀性优于 LP-DED SS316L。电化学测试的耐腐蚀性表明,Mo0.3>Mo0.5>Mo0.1。由于独特的微观结构,亚晶粒间的腐蚀竞争效应导致了逐层均匀腐蚀,从而防止了大尺寸和深局部点蚀的发生;σ相可作为稳定相,显著提高过钝化状态下亚晶粒间的耐腐蚀性。这项研究深入揭示了Mo元素在HEA中的多重效应,可用于微调晶下微结构并增强耐磨性和耐腐蚀性。

图1. 激光定性能量沉积FeCoNiCrMo高熵合金涂层的性能表征:(A)摩擦磨损深度;(B)阻抗谱图;(C)XPS能谱图;(D)钝化图中的元素含量图。