合金化组元(Al,Cr,Si,Ti)含量对激光沉积(FeNiCo)-(AlCrSiTi)非等原子比多组元合金涂层组织与力学性能的影响

唐延川，万 能，唐兴昌，刘德佳，焦海涛，胡 勇，赵龙志

(1 华东交通大学 载运工具先进材料与激光增材制造南昌市重点实验室，南昌 330013；2 华东交通大学 材料科学与工程学院，南昌 330013；3 兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，兰州 730050；4 兰州理工大学材料科学与工程学院，兰州 730050)

高速列车结构件、道岔关键轨件、矿山机械关键零部件等服役条件恶劣，承受强烈冲击、碾压等复杂载荷工况，致使这些关键零部件过早地发生表面失效(如产生接触疲劳裂纹和剥落等)，降低了装备的整体寿命[1-2]。通过在零件表面制备具有高硬度、耐磨损、抗冲击等优异性能的涂层可大幅度提升恶劣服役工况下的装备使用寿命，具有十分重要的经济价值和现实意义。

以高熵合金、中熵合金等为代表的多组元合金具有高强韧性、高硬度、高耐磨性等一系列优异的力学性能[3-5]，可作为恶劣服役工况下装备表面强化涂层的理想材料。目前，多组元合金涂层的制备方法主要包括热喷涂、磁控溅射和激光沉积等[6]。其中激光沉积技术制备的涂层具有界面结合强、厚度不受限制等优点[7]，同时激光沉积制备过程中极高的冷却速率(103～109℃/s)可大幅度降低多组元合金凝固过程中的成分偏析，并显著扩大合金的固溶极限[8]。凭借这些特有的优势，激光沉积技术已逐渐成为制备多组元合金涂层的理想方法。

国内外研究学者利用激光沉积技术制备了具有面心立方(face-centered cubic,FCC)固溶体或体心立方(body-centered cubic,BCC)固溶体单相结构的多组元合金涂层。……