铌钼协同强化等离子熔覆FeCoCrNiMn高熵合金涂层的机理研究

《Surface and Coatings Technology》：Effects of NbC and Mo on plasma-cladded FeCoCrNiMn high-entropy alloy coatings: Experimental and simulation study

本文系统研究等离子熔覆（PTA）制备的FeCoCrNiMn基高熵合金（HEA）涂层，通过实验与模拟（Flow 3D-AM、元胞自动机CA）揭示Mo和NbC的协同强化机制。结果表明：Mo/NbC共掺使涂层显微硬度提升至440.5?HV0.2（较基体提高1.76倍），摩擦系数降至0.4476，显著优化耐磨性；有限元模拟（FEM）阐明了温度场对晶粒生长的调控作用，为高性能涂层设计提供理论支撑。

　　

Highlight

结果与讨论

基于实际熔覆结果与硬度测量，我们对所有上述混合粉末进行了熔覆实验。特别关注了工作电流130?A下制备的FeCoCrNiMn高熵合金（HEA）涂层、添加20?wt%?Mo的FeCoCrNiMnMo?HEA涂层，以及添加6?wt%?NbC的FeCoCrNiMnMoNbC?HEA涂层。

结论

总结来看，本研究系统探讨了等离子熔覆制备的FeCoCrNiMn、FeCoCrNiMnMo和FeCoCrNiMnMoNbC?HEA涂层的微观结构与性能，阐明了不同合金元素对涂层整体性能的影响机制。

(1)?X射线衍射（XRD）分析显示三种涂层均呈现单一的面心立方（FCC）结构。以选定的111晶面为参考，Mo通过固溶膨胀效应增大了晶格常数，使其衍射峰向低角度偏移。