综述:激光熔覆高熵合金的研究现状、发展趋势及应用前景(1)( 三 )


在气体雾化中 , 液态合金在惰性气氛下 , 在高压下被迫流过封闭的喷嘴 。 这导致了球状液滴的形成 , 并迅速凝固 。 通过这种定制技术制造的HEA粉末由于具有良好的球形颗粒流动性 , 具有更好的涂层特性 。 Ding等采用气雾化方法研究了alfecocrni2.1基HEA粉末的磁性和电化学性能 , 发现气雾化粉末具有优良的耐蚀性和磁性 。 Tong等利用气体雾化技术制备了球形几何形状的HEA粉末 , 如图5所示 。 这些雾化粒子制备的激光熔覆层的力学性能优于相应的电弧熔覆试样 , 组织均匀 。

图5 气雾化法制备fecrconimn基合金粉末的显微图像(a)粒径为10 ~ 90?μm的球形颗粒形态;(b)放大视图 , 显示球形几何周围存在卫星粒子 。
机械共混是指将HEA粉末混合而不粘接 , 颗粒特性保持不变 。 它也被称为后合金化技术 , 可以用来改善原料的性能 。 Zhang等人通过机械混合制备了HEA粉末 , 并研制了fecrnicobx基材料的激光包覆(0?≤?x?≤?1.25) 。 作者在B0.5涂层上开发了无缺陷的熔覆层 , 与用机械合金化制备的相应熔覆层相比 , 熔覆层表现出了不均匀的组织和更高的耐腐蚀性 。
在机械铣削弧熔HEA粉末的情况下 , 粉末的制备分为两步 。 第一步通过电弧熔炼将液态合金熔炼成细小的颗粒 。 在这之后 , 粉末被球磨以进行适当的混合 。 球磨还可以将颗粒转化成所需的尺寸 。 Cui等人采用电弧熔化和球磨技术相结合的方法制备了粒径为10-20?μm的HEA粉末 , 在H13钢上合成了alfecocrnimn基HEA激光熔覆层 。 熔覆层在电弧熔炼过程中已形成合金 , 因而具有较好的机械性能和均匀的相组织 。 此外 , 等摩尔组分的HEA粉体通常是通过这一途径制备的 。 此外 , 由于成本、制造零件尺寸的限制和附加的复杂性 , 该技术的实验研究受到限制 。
综上所述 , 每种工艺都为HEA粉末提供了独特的特性 , 从而影响包层的性能和微观结构 。 由于显微组织均匀性 , 机械共混不是合成HEA粉末的推荐技术 。 然而 , 优良的流动性和组织均匀性使气体雾化成为一种吸引人的方法 。 通过机械合金化合成的HEA粉末在熔融和凝固过程中提供了良好的元素分布和过饱和固溶体 。 而机械铣削弧熔的HEA粉料 , 由于前面说明了一定的局限性 , 适合于实验研究 。 根据激光熔覆高熵合金涂层(LC-HEACs)文献 , 用于激光处理技术的HEA原料的颗粒尺寸从10到150?μm不等 。
关于热喷涂、冷喷涂、磁控溅射和粉末冶金制备HEACs的文献综述较少 。 然而 , 通过LC技术制备的HEACs的性能在文献中没有得到全面的综述 。 因此 , 我们努力提出LC-HEACs的最新综述 , 这将增加在HEACs领域的价值 。
1.3. 综述大纲
本文的主要目的是回顾LC-HEACs特定应用的机械性能 。 这篇综述的概要如图6所示 。 第一部分“介绍”涉及到高原子化、高原子化以及激光熔覆层的原料制备技术 。 第二部分“激光熔覆”论述了激光复合技术激光复合数据的统计表示激光能源激光类型激光模式及其影响LC-HEACs特点饲喂系统激光工艺参数对涂层的质量和他们的影响激光缺陷及其补救措施LC-HEACs的热动力学和热力学行为 。 第三部分“显微组织与强化机制”介绍了LC-HEACs的显微组织演变 , 并从显微硬度方面阐述了强化机制 。 第四部分“LC-HEACs的潜在应用”讨论了机械性能及其预期应用 。 最后一部分“未来方向”提供了当前的趋势和可能的未来预测 , 这将有助于在激光覆盖社区领域提供指导作用 。

图6 描述评审文章组织的图表 。
【综述:激光熔覆高熵合金的研究现状、发展趋势及应用前景(1)】2. 激光熔覆技术
激光表面合金化(LSA) , 激光重熔和激光熔覆(LC)等激光沉积技术近年来得到了迅速发展 , 因为高能量密度 , 高凝固速率 , 对基板的热效应较小 , 稀释最小 , 更好的冶金粘合 , 复合几何形状的标称变形 , 更少的裂纹开口 , 在全自动模式下使用它的灵活性 , 以及生产具有非平衡微观结构和更好的表面性能(如耐腐蚀性 , 抗氧化性和耐磨性)的包层的可能性 。 LC是一种多学科制造工艺 , 其中激光束和基板之间的相互作用是在高强度激光束照射的帮助下完成的 , 该照射执行复合材料的熔化并将其沉积到基板上 , 如图7所示 。 展示激光-材料相互作用发生的方式 。 基材吸收的能量导致基材熔化 , 基材在与复合材料混合后重新固化 。 激光辐射通过高能量密度进行评估 。 在此过程中 , 包层材料的快速淬火速率提供了硬相以及超细的微观结构和氩气作为保护气体 , 以防止包层中的氧化 , 夹杂物和其他缺陷 。 激光包层主要分为四个区域;熔覆区(CZ) , 热影响区(HAZ) , 界面/边界区(IZ / BZ)和基底/基底区 。 LC技术的重要特征之一是小HAZ和低失真可防止基板的冶金变化 。

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