AlxCrCuFeNi2高熵合金的組織結(jié)構(gòu)及其摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、自1995年高熵合金的概念正式提出以來(lái)，高熵合金由于其先進(jìn)的合成理念、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注與研究報(bào)道。本文在已廣泛報(bào)道的Al-Co-Cr-Cu-Fe-Ni系合金基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)得到了新的合金體系A(chǔ)l-Cr-Cu-Fe-Ni2。重點(diǎn)研究了AlxCrCuFeNi2系高熵合金在不同Al元素含量下的顯微組織，并考察了合金的組織結(jié)構(gòu)、外界介質(zhì)環(huán)境以及載荷對(duì)合金摩擦學(xué)性能的影響。
　　本高熵合金材料通過(guò)WKFEI非自耗

2、真空電弧熔煉爐冶煉制備，并采用金相顯微鏡、日本理光D/MAX-RB型X射線衍射儀、JEOL JSM-6390型掃描電鏡等分析儀器對(duì)高熵合金的形貌及組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，采用 HVS-1000型維氏硬度計(jì)測(cè)試其硬度，通過(guò)MFT-R4000型往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究合金材料在干滑動(dòng)、去離子水和雨水中的摩擦學(xué)性能，測(cè)試并分析模擬環(huán)境及負(fù)載變化對(duì)合金材料摩擦學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明：
　　1.對(duì)于AlxCrCuFeNi2(x=1.0,1.3,

3、1.8)高熵合金系，Al含量的增加導(dǎo)致合金材料的微觀組織由簡(jiǎn)單的面心立方（FCC）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方（BCC）結(jié)構(gòu)，硬度呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。當(dāng)x=1.8時(shí)，F(xiàn)CC結(jié)構(gòu)消失，完全被BCC取代，同時(shí)硬度值達(dá)到最高。
　　2. Al的摩爾比為1.3時(shí)，高熵合金在室溫干摩擦條件下的磨損率最低，耐磨性能最好。并且隨載荷增大，其摩擦系數(shù)波動(dòng)減小，磨損率呈降低趨勢(shì)。磨損機(jī)制主要為磨粒磨損。x=1.0時(shí)，合金硬度低且元素偏析嚴(yán)重，摩擦表面產(chǎn)生大的裂紋和

4、塑性變形，并發(fā)生氧化和疲勞磨損，耐磨性最差。
　　3.去離子水中，高熵合金的摩擦系數(shù)明顯平緩，磨損表面光滑平整，磨損輕微，磨損率比干磨時(shí)低一個(gè)數(shù)量級(jí)。此外，在相同條件下，鋁含量高的合金（x=1.3,1.8）的磨損率相近，遠(yuǎn)低于鋁含量低的合金AlCrCuFeNi2，磨損率降幅超過(guò)75％。
　　4.模擬雨水中，磨痕表面殘留細(xì)小的腐蝕泥，合金發(fā)生腐蝕磨損。在模擬雨水中進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試測(cè)試合金系的耐腐蝕性。結(jié)果表明三種合金的自腐蝕電位