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激光熔覆WMoTaNb难熔高熵合金涂层及组织性能研究

摘要：随着现代工业的不断发展，高温、高压、强腐蚀等恶劣工况下所需的材料性能越来越高。传统的高温合金在面对这些极端工况时容易出现力学性能下降、腐蚀破坏甚至断裂的问题。近年来，高熵合金作为一种新型的金属材料，因其具有良好的高温机械性能、耐腐蚀性和热稳定性而备受关注。本研究以WMoTaNb为基础组分，运用激光熔覆技术制备难熔高熵合金涂层，并对其组织性能进行了系统研究。

关键词：激光熔覆；难熔高熵合金；组织性能

1.引言

高温、高压和强腐蚀工况下金属材料的性能要求越来越高，对传统的高温合金提出了更高的要求。相比于传统高温合金，高熵合金以其优异的高温机械性能、热稳定性和耐腐蚀性成为研究热点。然而，高熵合金的制备与加工技术仍面临着一些挑战。激光熔覆技术作为一种高温、高能量的现代表面改性技术，为高熵合金的制备提供了一种有效途径。

2.实验方法

本实验选择WMoTaNb为基础组分，原料粉末按照一定比例混合，并进行高温致密化处理。将致密化的粉末通过激光熔覆设备在基体表面进行喷覆，形成难熔高熵合金涂层。针对不同激光功率和喷覆速度设置了一系列实验参数，以研究其对涂层组织性能的影响。

3.结果与讨论

通过扫描电子显微镜（SEM）观察，发现难熔高熵合金涂层的致密性和结晶程度随激光功率的增加而增强。随着喷覆速度的增加，涂层的晶粒尺寸变大，但同时也印证了厚度降低的趋势。X射线衍射（XRD）分析显示，难熔高熵合金涂层中存在多种相，其中包括固溶体相和亚稳相。这些相的存在对涂层的力学性能和抗腐蚀性能有着重要影响。

4.涂层性能评价

通过压痕实验和拉伸实验对涂层的力学性能进行评价。结果显示，随着激光功率的增加，涂层的硬度和强度都得到了明显提高。同时，高熵合金涂层也表现出良好的拉伸性能，能够承受较大的外力。在腐蚀试验中，难熔高熵合金涂层的抗腐蚀性能也得到了有效的提升。

5.结论

本研究成功制备了高质量的难熔高熵合金涂层，并对其组织性能进行了研究。结果表明，难熔高熵合金涂层具有良好的致密性、力学性能和抗腐蚀性能。该研究为高温、高压、强腐蚀等工况下的金属材料提供了新的解决方案。

6.展望

激光熔覆技术制备难熔高熵合金涂层具有巨大的潜力。未来的研究可以进一步优化工艺参数，探索其他基础组分的组合，以提高涂层的性能。此外，还可以通过控制涂层的熔化和凝固过程，进一步改善涂层的结晶结构，提高其力学性能和抗腐蚀性能。

本研究成功制备了高质量的难熔高熵合金涂层，并对其组织性能进行了研究。结果表明，随着激光功率的增加，涂层的结晶程度增强，涂层的晶粒尺寸变大但厚度降低。X射线衍射分析显示，涂层中存在多种相，对涂层的力学性能和抗腐蚀性能有着重要影响。通过压痕实验和拉伸实验评价涂层的力学性能，结果显示涂层的硬度和强度随激光功率增加而提高。涂层表现出良好的拉伸性能和抗腐蚀性能。因此，激光熔覆技术制备的难熔高熵合金涂层具有良好的致密性、力学性能和抗腐蚀性能，为金属材料在高温、高压、强腐蚀等工况下提供了新

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