激光增材制造超低温耐蚀高熵合金

【作者】 徐震霖； 杜晓洁； 贾玺泉； 何宜柱；

【机构】 安徽工业大学材料科学与工程学院； 先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室；

【摘要】 采用有限元模拟和实验相结合,开发了高致密、无偏析CoCrFeMnNi高熵合金的激光选区熔化(SLM)增材制造工艺。与S形扫描策略相比,采用棋盘式扫描策略时,成形件整体温度场分布更加均匀,有利于减小应力集中,防止开裂。SLM成形高熵合金具有分级微观结构,包括微米级熔池和柱状晶、亚微米级胞状晶、纳米级孪晶和析出相。室温(293 K)和超低温(77 K)拉伸性能研究表明,随着温度降低,SLM成形CoCrFeMnNi高熵合金的强度增加,且能保持良好的塑性。与传统铸造CoCrFeMnNi高熵合金相比,SLM成形高熵合金具有更细小的晶粒,更高的位错密度,并且包含析出相,因此,SLM成形高熵合金拉伸强度明显提升。SLM成形CoCrFeMnNi高熵合金室温下拉伸,主要变形机制为位错滑移;而超低温拉伸时主要变形机制为孪生,产生的大量形变孪晶显著提高其强度。与传统铸造CoCrFeMnNi高熵合金相比,SLM成形CoCrFeMnNi高熵合金具有更强的耐盐腐蚀性能。在3.5 wt.%NaCl溶液中,由于SLM成形高熵合金形成的钝化膜中Cr+Ni+Co/Fe+Mn阳离子比值高于铸造高熵合金,其钝化膜具有更强的保护能力。更多还原