고엔트로피 합금(HEA)은 거의 동일한 원자비로 5개 이상의 원소로 구성된 새로운 유형의 구조 재료로, 높은 엔트로피 효과, 격자 왜곡 효과, 느린 확산 효과, 칵테일 효과와 같은 특성을 나타냅니다. 레이저 클래딩 기술은 높은 가열 온도와 빠른 냉각 속도로 인해 HEA 클래딩층의 경도, 내마모성, 내부식성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 본 논문에서는 레이저 클래딩의 효과를 조사합니다.안면 경련그리고 모에게AlCoCrFeNi클래딩 층의 미세 구조와 기계적 특성에 대한 고엔트로피 합금.

본 논문에서는 TiC 함량이 AlCoCrFeNi 고엔트로피 합금 클래딩층의 미세조직과 내마모성에 미치는 영향을 조사한다. 레이저 클래딩 기술을 이용하여 40CrNiMo강 표면에 AlCoCrFeNi 2xMo xTiC (x=0, 0.1, 0.25, 0.4) 합금 클래딩층을 형성하고, XRD, SEM, EBSD, TEM 및 내마모성 시험을 통해 TiC와 Mo 함량이 클래딩층의 특성에 미치는 영향을 분석하였다.

실험 재료 및 방법

기판은 40CrNiMo강이고, 클래딩 재료는 입자 크기가 15-53µm인 AlCoCrFeNi 합금 분말입니다.

AlCoCrFeNi-2xMo-xTiC 합금은 순수 Ti 분말과 Mo₃ C를 첨가하여 제조되었으며, x 값은 각각 0.1, 0.25, 0.4입니다.

실험 결과 및 분석

1. 미세구조 분석
용융층은 균열이나 기공 없이 기판과 금속학적 결합을 형성합니다. TiC 함량이 증가함에 따라 석출상의 크기가 점차 커지고 형태는 피시본에서 원형으로 변합니다.

AlCoCrFeNi 클래딩층은 주로 조대한 주상 결정으로 구성되어 있으며, TiC를 첨가하면 결정립 크기가 109 μm에서 15 μm로 크게 미세화됩니다. TiC는 불균일 핵생성 지점으로서 결정립 성장을 억제합니다. 클래딩층은 BCC와 TiC 상으로 구성되어 있으며, TiC를 첨가하면 결정립 크기가 크게 미세화되고 미세구조의 균일성이 향상됩니다.

2. 기계적 성질
TiC 함량이 증가함에 따라 클래딩층의 경도는 점차 증가합니다. AlCoCrFeNi-0.8Mo-0.4TiC의 경도가 가장 높아 750HV0.3에 달하며, 이는 TiC를 첨가하지 않은 AlCoCrFeNi보다 300HV0.3 더 높습니다.

3. 내마모성
TiC 함량이 증가함에 따라 마모량은 감소합니다. AlCoCrFeNi-0.8Mo-0.4TiC는 마모량이 가장 적고 내마모성이 가장 좋습니다. 마모 메커니즘은 점착 마모(AlCoCrFeNi)에서 연삭 마모(TiC 첨가 샘플)로 전환됩니다.

4. 부식 메커니즘
AlCoCrFeNi 클래딩층은 경도가 낮고 마모된 표면에는 주로 접착 마모로 인한 마모 파편이 많이 발생합니다. TiC를 첨가한 후 클래딩층의 경도가 크게 증가했지만, 마모된 표면에는 얕은 홈과 소량의 파편이 나타났습니다. 마모 메커니즘은 연삭 마모입니다. TiC 입자는 모재와의 접착력이 우수하여 박리 현상이 발생하지 않았습니다.

결론
AlCoCrFeNi-2xMo-xTiC 클래딩층은 BCC와 TiC 상으로 구성되며, TiC를 첨가하면 결정립 크기가 109 μm에서 15 μm로 크게 미세화됩니다. AlCoCrFeNi-0.8Mo-0.4TiC 클래딩층은 가장 높은 경도(750HV0.3)와 최상의 내마모성을 보입니다. TiC를 첨가하면 클래딩층의 경도와 내마모성이 크게 향상됩니다. TiC를 첨가하지 않은 AlCoCrFeNi 클래딩층은 주로 점착 마모를 특징으로 하지만, TiC를 첨가하면 마모 메커니즘이 연삭 마모로 전환되고 TiC 입자는 매트릭스와 양호한 결합을 보입니다.

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