| AlCoCrFeNi高熵合金的摩擦磨损行为与磨损机制研究 | |
| Alternative Title | 无 |
| 王奕迪 | |
| Thesis Advisor | 梁爱民 ; 陈端杰 |
| 2022-05-18 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 工程硕士 |
| Degree Discipline | 材料工程 |
| Keyword | AlCoCrFeNi，高熵合金，超音速火焰喷涂，摩擦，磨损机制 |
| Abstract | 高熵合金是由五种或五种以上近等原子比金属元素组成的多主元合金，它打破了以一至两种金属元素为主元的传统合金设计理念。由于高熵效应、缓慢扩散效应、晶格畸变效应和“鸡尾酒”效应，高熵合金不仅能兼具高硬度和强韧性，还可展示优异的耐磨损、防腐蚀、耐高温和抗辐照等性能。高熵合金有望突破传统合金的性能极限，解决极端苛刻工况下的磨损防护问题，在摩擦学领域具有很大的发展潜力。目前人们对A1CoCrFeNi体系高熵合金的机械性能、微观结构、相变过程等开展了一系列研究，但有关该体系高熵合金及涂层材料的摩擦磨损行为和磨损机制的系统研究还相对欠缺而有待深入。本文采用超音速火焰喷涂技术制备了A1CoCrFeNi高熵合金涂层，并运用抛丸技术对A1CoCrFeNi铸态高熵合金进行表面强化，对铸态、抛丸处理和热喷涂的A1CoCrFeNi高熵合金分别开展了针对性的相关摩擦学考察，为A1CoCrFeNi体系高熵合金在磨损防护领域的合理运用及深入理解他们的服役行为提供了重要参考和依据。主要研究内容如下： （1）选用微动摩擦磨损试验机考察了近单一面心立方（FCC）相AlCoCrFeNi铸态高熵合金在25-600℃下的摩擦磨损行为和磨损机制。采用显微硬度计、X射线衍射仪（XRD）、Raman光谱仪、光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）等对经摩擦试验后该合金试样的未磨损区域和磨痕区域的显微硬度、物相结构、微观组织和形貌进行了表征，阐明了该合金试样在高温摩擦时的典型磨损机制。 （2）在室温下考察了AlCoCrFeNi铸态合金在不同摩擦频率（6-40 Hz）和法向载荷（10-200 N）下的摩擦磨损行为。采用X射线衍射仪、Raman光谱仪、扫描电子显微镜等对该合金试样的磨痕区域进行表征，详细分析该合金试样在摩擦过程中的微观组织和磨损机制转变。在所考察的摩擦条件下，改变摩擦频率和法向载荷中任一因素会导致该试样的摩擦磨损行为发生较为类似的变化特征。此外，考察了经抛丸处理后AlCoCrFeNi合金试样在不同摩擦时长（0.5-10 min）内的摩擦磨损行为与磨损机制，采用显微硬度计、XRD、Raman光谱仪和扫描电子显微镜等对摩擦试验后抛丸合金试样的未磨损区域和磨痕区域的力学性能、物相结构和微观形貌进行表征，探讨了抛丸技术对AlCoCrFeNi铸态合金表面性能的实际影响。抛丸处理形成的硬质强化层显著提高了合金的表面显微硬度和耐磨性能。 （3）选用6种超音速火焰喷涂工艺在45#钢基体表面制备了AlCoCrFeNi高熵合金涂层，考察了载气（Ar）流量和燃油流量两种工艺因素对涂层试样微观组织、显微硬度、表面粗糙度和摩擦学性能的影响，筛选出超音速火焰喷涂制备耐磨性良好的AlCoCrFeNi高熵合金涂层的最佳主要工艺参数。对减摩抗磨性能最佳的AlCoCrFeNi高熵合金涂层与铸态AlCoCrFeNi高熵合金及其抛丸试样的摩擦学性能和行为进行了大体的比较研究，采用X射线衍射仪、Raman光谱仪、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪（EDS）等分析了这三种典型AlCoCrFeNi高熵合金磨痕区域的物相结构、微观形貌和元素分布，阐述了它们在所考察摩擦条件下的典型磨损机制和微观组织转变。 |
| Other Abstract | 无 |
| MOST Discipline Catalogue | 理学 |
| Table of Contents | 不填 |
| Pages | 99 |
| DOI | 不填 |
| URL | 查看原文 |
| Citation statistics | |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/30079 |
| Collection | 中国科学院材料磨损与防护重点实验室/先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 王奕迪. AlCoCrFeNi高熵合金的摩擦磨损行为与磨损机制研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2022. |
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