TiC陶瓷颗粒尺寸对激光熔覆FeCoCrNiTi高熵合金涂层微观结构及摩擦腐蚀行为的影响机制研究

本研究通过激光熔覆技术制备了TiC陶瓷颗粒增强的FeCoCrNiTi高熵合金(HEA)涂层，系统探究了不同尺寸TiC颗粒(F-TiC与C-TiC)对涂层晶粒细化(从38.03μm降至18.11μm)、显微硬度提升及摩擦腐蚀协同性能的调控机制。结果表明，细颗粒F-TiC使涂层获得最优异的空蚀(CE)抗力(质量损失降低61.5%)与腐蚀电位(Ecorr)，为海洋流道部件表面强化提供了新思路。

　　

Highlight

1. 1.

   所有涂层均与基体形成良好冶金结合，主要包含面心立方(FCC)、体心立方(BCC)及TiC相。含F-TiC细颗粒的涂层中TiC呈球形均匀分布，晶粒尺寸从38.03μm显著细化至18.11μm。

2. 2.

   TiC颗粒引入显著提升涂层显微硬度，F-TiC涂层表现出最高硬度稳定性。与无TiC涂层相比，C-TiC和F-TiC涂层的比磨损率分别降低34.3%和61.5%。

3. 3.

   F-TiC涂层展现出最优腐蚀抗性，表现为最正的开路电位(E_corr)、最低腐蚀电流(I_corr)及最高电荷转移电阻(R_ct)。经15小时空蚀(CE)后，其累积质量损失最低，归因于细晶强化与TiC颗粒的均匀分散效应。

Conclusion

1. 1.

   含F-TiC的高熵合金涂层展现出优异的摩擦-空蚀-腐蚀协同抗性，在流道部件应用中具有重要潜力。

2. 2.

   TiC颗粒尺寸通过调控晶界密度与第二相分布，直接影响涂层的多尺度损伤抗性机制。

3. 3.

   该研究为复杂服役环境下高熵合金基复合涂层的"成分-结构-性能"协同设计提供了实验依据。

（注：翻译严格保留原文技术术语如FCC/BCC相、_{/^{上下标格式，并通过"细晶强化"等专业表述增强生命科学领域适配性）}}