激光熔覆TiC增强的TiNiCoCrVSi高熵合金涂层组织结构与性能

摘要

[目的]采用激光熔覆技术在Ti–6Al–4V钛合金表面制备了TiC增强的TiNiCoCrVSi高熵合金（HEAs）涂层，研究TiC含量对涂层组织结构与性能的影响，为钛合金表面强化技术提供技术参考。[方法]通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了TiC质量分数不同时HEAs涂层的物相组成和微观形貌。通过显微硬度计和摩擦磨损试验机分别测试了涂层的硬度和耐磨性。[结果]涂层主要由体心立方（BCC）结构、（Ni,Co）Ti₂、（Ti,V）₅Si₃和TiC相组成，与基体间呈良好的冶金结合。随着TiC质量分数增大，HEAs涂层的显微硬度先增大后减小，耐磨性先改善后变差。当TiC质量分数为20%时，所得HEAs-20T涂层的显微硬度最高（1 023～1 632 HV），为基体的2.8～4.5倍，且耐磨性最优，磨损体积仅为基体的8.57%。HEAs-20T涂层的主要磨损机制为粘着磨损，基体则以磨粒磨损和粘着磨损为主。[结论]激光熔覆技术制备的HEAs-20T涂层具有优异的综合性能，是一种极具潜力的钛合金表面强化材料。

关键词

钛合金 / 激光熔覆 / 高熵合金涂层 / 碳化钛 / 组织结构 / 耐磨性

基金资助

山东省自然科学基金（ZR2020KE052）; 东营市科学发展基金（2023kyqd026）; 山东石油化工学院大学生创新创业训练计划项目（DC2024097）