激光增材制造AlxCoCrFeNi高熵合金的组织与性能OACSTPCD

为了研究Al含量对FeCoCrNi合金组织性能的影响,采用多路送粉激光熔覆设备高通量制备AlxCoCrFeNi高熵合金(0≤x≤0.9),通过X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针和显微硬度计测试合金的相组成、显微组织结构、成分和硬度.结果表明:随着Al含量的增加,AlxCoCrFeNi高熵合金由单一FCC相(x≤0.35)转变为FCC+BCC双相结构(0.35<x<0.85),最后转变为单一BCC结构(x≥0.85).高熵合金的微观组织为柱状枝晶和均匀的等轴枝晶,Al含量增至x=0.5时,枝晶间开始出现明暗交替的调幅分解结构,由无序相A2和有序相B2组成.显微硬度测试结果表明:AlxCoCrFeNi高熵合金的硬度基本随Al含量增加而增加,Al0.9CoCrFeNi的硬度相较于FeCoNiCr提升了146％.此外,当Al含量达到一定值时(x≥0.6),合金中开始有裂纹出现,裂纹尺寸和密度随Al含量继续增加而增加,这主要与合金凝固区间变宽、在凝固温度附近的黏度值增加导致的热裂纹增加,以及由于脆性的BCC相和σ相含量增加引起的冷裂纹有关.