Por plibonigi la eluziĝoreziston de grundo-kontaktaj partoj de agrikultura maŝinaro, FeCoCrNiMn alta entropia alojo, Fe90 alojo kaj Ni60A alojaj pulvoroj estis elektitaj por kompara studo. La eluziĝorezista tegaĵo estis preparita de lasera tegaĵo teknologio kun 65Mn ŝtalo kiel la substrato, kaj ĝia eluziĝo agado estis provita per frotado kaj eluziĝo testa maŝino. La rezultoj montris ke la FeCoCrNiMn alta entropia aloja tegaĵo havis la plej densan strukturon, relative simplajn grajnojn, kaj neniuj kompleksaj intermetalaj kunmetaĵoj estis formitaj; la mikrostruktura grendistribuo de Ni60A kaj Fe90 alojaj tegaĵoj estis relative senorda. La eluziĝoperdoj de 65Mn ŝtala substrato, Ni60A alojo, Fe90 alojo kaj FeCoCrNiMn alta entropia aloja tegaĵo estis 9, 4, 5 kaj 2 mg respektive, kaj la eluziĝo perdo de la substrato estis multe pli granda ol tiu de la tegaĵo. La Vickers-malmoleco de Fe90 kaj Ni60A alojaj tegaĵoj estas 683.87 kaj 663.62 HV, kaj la malmoleco de Fe-CoCrNiMn alta entropia aloja tegaĵo estas 635.81 HV, kiu estas iomete pli malalta ol aliaj tegaĵoj, sed ĝia eluziĝorezisto estas bona.

Kun la rapida disvolviĝo de agrikulturaj maŝinoj kaj ekipaĵoj, la grundo-kontaktaj partoj de agrikulturaj maŝinoj estas tuŝitaj de la trafa eluziĝo kaj frota eluziĝo de abrasivoj kiel ekzemple grundo kaj sablo dum longa tempo, kio metas pli altajn postulojn sur la eluziĝorezisto de tradicia grundo. -kontaktaj partoj. Inter diversaj kontraŭ-eluziĝaj mezuroj, lasera tegaĵo kaj surfaca traktado de la malsukcesa surfaco de la grundo-kontaktaj partoj estas du kutime uzataj kuracmetodoj. Ili ambaŭ uzas malsamajn plenigaĵojn por fandi aŭ varmigi la tegan materialon en duonfanditan staton kaj kovri ĝin sur la surfaco de la substrato, tiel plibonigante la eluziĝoreziston de la substrato. La du plej oftaj tegmaterialoj por grundo-kontaktaj partoj estas fer-bazitaj alojoj kaj nikel-bazitaj alojoj. Ambaŭ tegantaj materialoj baziĝas sur aloja elemento kaj plibonigas la tegaĵon aldonante aliajn taŭgajn elementojn. Nuntempe, la esplorado kaj aplikado de plibonigo de la eluziĝorezisto de tradiciaj metalaj materialoj estis proksimaj al saturiĝo, kaj la spaco por esplorado pli kaj pli malgrandiĝas.

Altaj entropiaj alojoj estas kunmetitaj de diversaj alojaj elementoj kun similaj atomproporcioj, kun pli unuformaj kaj simplaj solidaj solvfazoj, montrante altan forton, altan eluziĝon kaj bonan korodan reziston. Uzante altan entropian alojan pulvoron por prepari eluziĝon imunajn tegaĵojn sur agrikulturaj maŝinaj grundo-kontaktaj partoj, la partoj havas altan eluziĝoreziston kaj povas plue plilongigi sian funkcidaŭron.

Laser-tega teknologio estas uzata por prepari tegaĵojn, kiuj havas la avantaĝojn de varmega koncentriĝo kaj malgranda varmeca zono. La organiza strukturo produktita en la gisadareo ankaŭ diferencas de aliaj tegmetodoj, kiel ekzemple elektrospark-demetado, magnetrona ŝprucado kaj plasmokovraĵo. Samtempe, lasera tegaĵo-teknologio estas uzata por prepari tegaĵojn, kaj amorfaj organizaj strukturoj estas formitaj en la tega organizo. Nuntempe, ekzistas malmultaj studoj pri la apliko de alta entropia alojo tegmaterialoj en la preparado de eluziĝo-rezistemaj tegaĵoj por agrikultura maŝinaro grundo-kontaktanta partoj. En ĉi tiu artikolo, Fe90 alojo, Ni60A alojo kaj FeCoCrNiMn alta entropia alojo eluziĝo-rezistemaj tegaĵoj estis preparitaj sur la surfaco de 65Mn ŝtalo uzante lasero tegaĵo teknologio. La frikcio- kaj eluziĝopropraĵoj de altaj entropiaj alojaj tegaĵoj estis komparitaj kaj studitaj, kaj iliaj tribologiaj leĝoj estis esploritaj por disponigi referencon por la aplikiĝvastiĝo de altaj entropiaj alojoj.

1 Eksperimentaj materialoj kaj metodoj

1. 1 Tegaĵo preparo
La specimeno uzis 65Mn altan karbonan risortan ŝtalon kiel la bazan materialon, kaj estis tranĉita en specimenojn kun grandeco de 200 mm × 400 mm × 4 mm uzante metalografian tranĉmaŝinon. La specimeno estis muelita kaj polurita antaŭ tegaĵo por malhelpi la oksidan tavolon, oleon kaj aliajn malpuraĵojn sur la surfaco de la specimeno influi la ligan forton inter la tegaĵo kaj la specimeno. 80, 120, 220, 800, 1 000, 1 500 kaj 2 000 sablopapero estis uzita por muelado en victurno. La polurita specimeno estis ultrasone purigita en etanolo dum 5 minutoj, metita en sekiga forno je 105 ℃ dum 10 minutoj, kaj sigelita kaj konservita post sekiĝo. Fe90 alojo, Ni60A alojo kaj FeCoCrNiMn alta entropia aloja pulvoro (partiklograndeco de 45 ĝis 105 μm) estis elektitaj kiel la tegaĵo-tavolmaterialoj. La kemia konsisto de la testaj materialoj kaj pulvoroj estas montrita en Tabelo 1. La maksimuma eliga potenco de la CW-CBW-8000G-91-20L lasera tegaĵo-ekipaĵo estas 25,000 W. La testo adoptas la metodon de nutrado de larĝbenda pulvoro de flanka akso, argono. protekta gaso, kaj la dikeco de tegaĵo estas 1 mm. La parametroj de la tegaĵo estas montritaj en Tabelo 2.

1.2 Testkarakterizado
65Mn ŝtalo estas specimeno S1, Ni60A aloja tegaĵo estas specimeno S2, Fe90 aloja tegaĵo estas specimeno S3, kaj FeCoCrNiMn alta entropia aloja tegaĵo estas specimeno S4. La metalografia akvaforta solvo de specimeno S1 estas 4% azota acido solvo (koncentrita azota acido kaj anhidra etanolo, volumena proporcio estas 4: 100); la metalografia akvaforta solvo de specimeno S2 estas kupra sulfata pentahidrata solvaĵo (klorida acido, akvo kaj kupra sulfato, volumena proporcio estas 10: 10: 1); la metalografia akvaforta solvo de specimenoj S3 kaj S4 estas 5% aqua regia (koncentrita klorida acido kaj koncentrita azota acido, volumena proporcio estas 3: 1).

La metalografia mikrostrukturo de la specimeno estis observita per Leica DM4000M metalografia mikroskopo; la surfaco kaj transversa malmoleco de la specimeno estis mezurita de Jinan Times TMVS-1 cifereca ekrano Vickers malmoleco-testilo; la frotado kaj eluziĝo agado de la materialo estis detektita de MMU-10 mikrokomputilo-kontrolita finvizaĝa frotado kaj eluziĝotestilo; la pingla-diska frota paro estis uzata por la testo, kaj la muelila pilko estis ZrO2 muelanta pilko kun diametro de 6 mm. La testaj parametroj estis ŝarĝo 50 N, rapideco 80 r/min, kaj frota tempo 120 min; la eluza cikatra morfologio post la frotado kaj eluziĝotesto de la specimeno estis observita per optika mikroskopo.

2 Testrezultoj kaj analizo

2.1 Metalografia strukturo de tegaĵo
Figuro 1 montras la surfacan metalografian strukturdiagramon de specimenoj S1, S2, S3 kaj S4. Kiel montrite en Figuro 1a, la strukturo de specimeno S1 estas plejparte kunmetita de ferito kaj perlito distribuitaj en kradformo. Oni povas klare vidi el Figuro 1b, ke la mikrostrukturo de la tegaĵo de specimeno S2 estas dendritoj kaj retiklaj eŭtektikoj, la organiza fazo estas relative bona, kaj la dendritoj estas relative senordaj, kaj la longa strio kaj blokaj organizoj estas generitaj neregule. Kiel montrite en Figuro 1c, la mikrostrukturo de la sekco de la tegaĵo de specimeno S3 estas krudaj kaj unuformaj dendritoj, interplektitaj dendritaj organizoj, kaj granda nombro da helkoloraj brilaj grajnecaj precipitaĵoj. Kiel montrite en Figuro 1d, la sekca organizo de la tegaĵo de specimeno S4 estas la plej densa, ĉefe kunmetita de ekvaksaj kristaloj egale distribuitaj, kaj neregulaj truoj estas precipitataj. Komparante la kvar organizojn, la surfaca grajna grandeco de la S4-tegaĵo estas la plej malgranda, la grajnoj estas densaj kaj unuformaj, la grajnoj estas relative simplaj, kaj ne ekzistas kompleksa intermetala kunmetaĵo.

2. 2 Mikromalmoleco de tegaĵo
Figuro 2 estas komparo de la surfaca mikromalmoleco de la provaĵoj. La Vickers-malmoleco de provaĵoj S1, S2, S3 kaj S4 estas proksimume 234.02 HV, 683.87 HV, 663.62 HV kaj 635.51 HV respektive. Figuro 3 estas komparo de la sekca mikromalmoleco de la provaĵoj. Oni povas vidi el la figuro 3, ke la meza Vickers-malmoleco de la tegaĵoj de specimenoj S2 kaj S3 estas 3 ĝis 4 fojojn pli alta ol tiu de specimeno S1, indikante ke la malmoleco de la tegaĵoj de S2 kaj S3 estas pli alta kaj la tegaĵo-metalurgia kristaliĝo. efiko estas pli bona. La meza Vickers-malmoleco de la tega surfaco de specimeno S4 estas iomete pli malalta ol tiu de specimenoj S2 kaj S3. Ĉi tio estas ĉar kiam la pulvoro de alojo de alta entropio FeCoCrNiMn rapide solidiĝas, la krada misprezento estas malgranda, kaj la kristala strukturo de FCC estas precipitita kaj disigita en la amorfa de la tegaĵo-tavolo, kiu povas reflekti certagrade, ke la alta entropia alojo de FeCoCrNiMn. tegaĵo havas bonan fortikecon kaj malaltan malmolecon.

2.3 Frikcio kaj eluziĝo ecoj
2.3.1 Averaĝa frota koeficiento
Figuro 4 estas la meza frikciokoeficienta kurbo de specimenoj S1, S2, S3 kaj S4. Oni povas vidi, ke ĉe ĉambra temperaturo, la averaĝa frota koeficiento de la surfaco de specimeno S1 estas ĉirkaŭ 0.53, kaj la averaĝa frota koeficiento plej fluktuas en la unuaj 20 minutoj, pliiĝante al ĉirkaŭ 0.6; kiel tempo daŭriĝas, la meza frikciokoeficiento tendencas esti stabila. Ĉi tio estas ĉar en la frua etapo de frotado inter specimeno S1 kaj ZrO2 muelanta pilko, estas multe da eluziĝo derompaĵoj inter la eluziĝo marko kaj la muelanta pilko, kiu produktas grandan tondstreso, rezultigante akran fluktuon de la frota koeficiento. La mezaj frikciokoeficientoj de specimenoj S2, S3 kaj S4 estas proksimume 0.38, 0.32 kaj 0.25. La kompleksa distribuado de malmolaj fazaj partikloj en provaĵo S2 igas la mezan frikcian koeficientkurbon fluktui pli furioze. La malmoleco de provaĵoj S3 kaj S4 estas multe pli malgranda ol tiu de ZrO2 muelanta pilko. La tegaĵo aloja materialo kun pli malalta malmoleco ankaŭ havas pli malaltan tondforton, kio estas favora al reduktado de la averaĝa frota koeficiento dum frotado. La mezaj frikciokoeficientkurboj de provaĵoj S3 kaj S4 havas baze la saman tendencon, konservante relative stabilan dinamikan ekvilibron. Inter ili, la averaĝa frikciokoeficiento de specimeno S4 estas la plej malsupra, la frikcioforto sub la sama forto estas la plej malgranda, kaj la eluziĝogrado estas la plej malalta. Ĉi tio estas ĉar kiam specimeno S4 estas rapide malvarmetigita, estas malpli da malpurecaj fazaj partikloj, la tega surfaco estas pli glata kaj havas malpli da difektoj, kaj la kontakto kun la ZrO2 muelanta pilko estas pli glata, sen evidentaj kaj drastaj fluktuoj.

2. 3. 2 Portu malplipeziĝon
La eluziĝo-perdo-datumoj de la specimenoj estas montritaj en Figuro 5. La maksimuma eluziĝo-perdo de specimeno S1 estas 9 mg, kaj la eluziĝo-perdo de specimenoj S2 kaj S3 estas 4 mg kaj 5 mg respektive. Inter ili, la eluziĝo perdo de specimeno S4 estas la plej malalta, kiu estas 2 mg. Ĉi tio estas ĉar la FeCoCrNiMn alta entropia aloja tegaĵo havas ununuran FCC-fazon, altan plastikecon kaj bonan fortecon. Sub la frota kromefiko de ŝarĝo de 50 N, la FeCoCrNiMn alta entropia aloja materialo povas sorbi grandan kvanton da energio, ne estas facile formi lacecon senŝeligante kaj havas bonan eluziĝon reziston.

2.3.3 Analizo de morfologiaj vestoj
Figuro 6 montras la eluza cikatra morfologio de la kvar specimenoj observitaj sub la samaj testkondiĉoj post 120 minutoj da eluziĝo. Kiel videblas el la figuro 6a, S1 havas severan plastan deformadon pro sia malalta totala malmoleco, la konkava surfaco de la eluziĝo-cikatro estas malglata, estas granda areo de liga tavolo, kaj delaminado okazas. Kiel videblas el Figuro 6b, la tega surfaco de specimeno S2 estas neregule distribuita kun elipsaj punktoformaj blankaj kunmetaĵoj, kio plibonigas la malmolecon de la tegaĵo, akompanata de evidentaj eluziĝocikatroj kaj unudirektaj sulkoj. La tega surfaca malmoleco de specimeno S3 estas la plej alta, kiel montrite en Figuro 6c, la eluziĝo-cikatra larĝo estas mallarĝa, kaj la sulkoj sur la tega surfaco estas malprofundaj. Kontraste, en Figuro 6d, la sulkoj de la tegaĵo de specimeno S4 estas tre glataj, kio estas pro la unuforma strukturo de la tegaĵo-tavolo, fajnaj grajnoj kaj bona eluziĝorezisto; estas evidentaj neregulaj poroj en la kaneloj, kiuj povas esti kaŭzitaj de la alt-entropia aloja pulvoro miksita kun gaso en la fandita stato sub la alta temperaturo de la lasera radio, kaj la gaso ŝprucas kiam la specimeno estas malvarmigita por formi porojn. .

Sub la samaj testkondiĉoj, ju pli granda la larĝo de la testa eluziĝo-cikatro, des pli granda la eluziĝopeziĝo. Komparante la pezan perdon de malsamaj specimenoj en Figuro 5, oni povas vidi, ke la rilato inter la grandeco de la specimena eluziĝo-cikatro estas S1> S3> S2> S4. Ĉi tio kongruas kun la testrezultoj de pezo-perdo montritaj en Figuro 5.

konkludo

1) La alta entropio de FeCoCrNiMn aloja tegaĵo havas la plej densan strukturon kaj la plej malgrandan grajngrandecon, dum la mikrostruktura grendistribuo de la alojaj tegaĵoj Ni60A kaj Fe90 estas pli kaosa. La FeCoCrNiMn alta entropia aloja tegaĵo havas relative simplan grenstrukturon kaj neniuj kompleksaj intermetalaj kunmetaĵoj estas formitaj.

2) La Vickers-malmoleco de la Ni60A alojo, Fe90-alojo kaj FeCoCrNiMn-altaj entropiaj alojaj tegaĵoj estas proksimume 683.87, 663.62 kaj 635.51 HV, kiu estas signife pli alta ol la Vickers-malmoleco de la substrato (234.02 HV). La malmoleca valoro de la tegaĵo de alojo de alta entropio Fe-CoCrNiMn estas iomete pli malalta ol tiu de la alojaj tegaĵoj de Ni60A kaj Fe90, kiu ne influas ĝian eluziĝoreziston.

3) La eluziĝo-perdoj de 65Mn-ŝtala substrato, Ni60A-alojo, Fe90-alojo kaj Fe-CoCrNiMn-alta entropia aloja tegaĵo estas 9, 4, 5 kaj 2 mg respektive. La eluziĝocikatro de FeCoCrNiMn alta entropia aloja tegaĵo estas la plej glata, kun malprofunda eluziĝo cikatro profundo, malgranda materiala perdo kaj la plej alta eluziĝorezisto.