TiN含量对Ti_(0.8)CoCrFeNiAl_(0.5)高熵合金涂层组织与性能的影响

摘要

为进一步改善高熵合金Ti_(0.8)CoCrFeNiAl_(0.5)的硬度和耐磨性,利用激光熔覆技术在TC21钛合金表面制备不同TiN含量的Ti_(0.8)CoCrFeNiAl_(0.5)/TiN高熵合金复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)对熔覆层的显微组织、物相成分进行检测与分析,选用显微硬度计和材料表面综合性能测试仪对熔覆层的硬度分布和耐磨性能进行表征。试验结果表明,熔覆层无明显缺陷,呈良好的冶金结合。未添加TiN时,熔覆层主要由BCC1、FCC、Laves相、富β–Ti相等物相组成;添加TiN后,熔覆层主要由富Al–Co–Ni–Ti的BCC1相枝晶组织以及富Fe–Cr–Ti的BCC2相、Laves相、富β–Ti相组成的枝晶间组织与镶嵌在枝晶和枝晶间的TiN相构成。熔覆层的显微硬度均提高为基体的2倍以上,添加质量分数8%TiN熔覆层的硬度提高到未添加TiN熔覆层硬度的1.23倍。当TiN添加质量分数为6%时,熔覆层耐磨性较好,约为未添加TiN熔覆层的2.92倍。TiN的添加有利于促进熔覆层中BCC相的生成和TiN相析出,能有效提高熔覆层的硬度及耐磨性能。