激光熔覆FeCoCrNiAl双相高熵合金涂层在800°C下的卓越抗氧化与抗磨损性能研究

《Materials Characterization》：Enhanced Oxidation and Wear Resistance of Laser-Clad FeCoCrNiAl High-Entropy Alloy Coatings at 800°C

本文报道了一种通过激光熔覆技术（激光功率1500–1800 W，扫描速度5–15 mm/s）原位合成的具有“单-双-单”相梯度结构（BCC→BCC+FCC→FCC）的FeCoCrNiAl双相高熵合金（DHEA）涂层。该涂层在800°C高温下展现出优异的抗氧化性（200小时后质量增量仅0.09 mg/cm2，归因于致密Al2O3/Cr2O3层的形成）、出色的摩擦学性能（摩擦系数0.2617，磨损率9.23×10-7 mm3/(N·m)）及显著的抗冲蚀性（冲蚀率5.3×10-4 g/(cm2·s)）。梯度结构协同增强了机械鲁棒性和界面结合力，有效解决了强度-塑性矛盾，为极端热机械环境下高性能DHEA涂层的设计提供了策略路径。

　　

亮点

高温稳定性分析

梯度结构“BCC→BCC+FCC→FCC”的定量验证（包括EBSD相分数图、晶粒尺寸统计和成分线扫描）已在团队前期工作中完成，为本文报道的卓越高温性能奠定了微观结构基础。关键元素铝（Al）和铬（Cr）赋予了涂层优异的高温稳定性。

结论

尽管团队前期研究已成功证明了强韧的FCC/BCC界面结合及其优异的室温冲击韧性，但本研究取得了重要进展：(i) 刻意设计并验证了原位合成双相（BCC+FCC）中间层的功能作用；(ii) 定量研究了该梯度涂层在800°C高温下的协同抗氧化、抗磨损和抗冲蚀性能。研究结果表明，这种创新的相梯度结构设计策略为适用于极端热机械环境的高性能双相高熵合金（DHEA）涂层开发提供了有效途径。