Kanggo nambah resistensi nyandhang bagean mesin tetanèn sing kontak lemah, FeCoCrNiMn alloy entropi dhuwur, Fe90 alloy lan Ni60A wêdakakêna paduan dipilih kanggo studi banding. Lapisan tahan nyandhang disiapake dening teknologi laser cladding karo baja 65Mn minangka landasan, lan kinerja nyandhang dites dening gesekan lan nyandhang mesin testing. Asil kasebut nuduhake yen lapisan paduan entropi dhuwur FeCoCrNiMn nduweni struktur sing paling padhet, biji-bijian sing relatif prasaja, lan ora ana senyawa intermetal sing kompleks; distribusi gandum microstructure saka Ni60A lan Fe90 kemul alloy relatif disordered. Kerugian nyandhang saka substrat baja 65Mn, alloy Ni60A, alloy Fe90 lan FeCoCrNiMn lapisan aloi entropi dhuwur masing-masing 9, 4, 5 lan 2 mg, lan mundhut saka substrat luwih gedhe tinimbang lapisan kasebut. Kekerasan Vickers saka lapisan alloy Fe90 lan Ni60A yaiku 683.87 lan 663.62 HV, lan kekerasan lapisan aloi entropi dhuwur Fe-CoCrNiMn yaiku 635.81 HV, sing rada murah tinimbang lapisan liyane, nanging resistensi nyandhang apik.

Kanthi pangembangan mesin lan peralatan pertanian kanthi cepet, bagean-bagean mesin pertanian sing kena pengaruh lemah kena pengaruh pengaruh lan gesekan saka abrasive kayata lemah lan wedhi kanggo wektu sing suwe, sing ndadekake syarat sing luwih dhuwur babagan resistensi nyandhang saka lemah tradisional. - bagean kontak. Ing antarane macem-macem langkah anti-nyandhang, cladding laser lan perawatan permukaan permukaan sing gagal saka bagean kontak lemah yaiku rong cara perawatan sing umum digunakake. Loro-lorone nggunakake pangisi sing beda kanggo nyawiji utawa dadi panas materi lapisan menyang negara semi-molten lan nutupi ing permukaan substrat, saéngga nambah resistensi nyandhang saka substrat. Rong bahan lapisan sing paling umum kanggo bagean kontak lemah yaiku wesi adhedhasar wesi lan wesi adhedhasar nikel. Kaloro bahan lapisan kasebut adhedhasar unsur alloy lan nambah kinerja lapisan kanthi nambah unsur liyane sing cocog. Saiki, riset lan aplikasi ningkatake resistensi nyandhang bahan logam tradisional wis cedhak karo jenuh, lan papan kanggo riset saya sithik.

Wesi entropi dhuwur dumadi saka macem-macem unsur paduan kanthi rasio atom sing padha, kanthi fase solusi padhet sing luwih seragam lan prasaja, nuduhake kekuatan dhuwur, resistance nyandhang dhuwur lan resistance karat apik. Nggunakake wêdakakêna aloi entropi dhuwur kanggo nyiapake lapisan tahan nyandhang ing bagean kontak lemah mesin pertanian, bagean kasebut duwe resistensi nyandhang sing dhuwur lan bisa nambah umur layanan.

Teknologi lapisan laser digunakake kanggo nyiapake lapisan, sing nduweni kaluwihan konsentrasi panas lan zona sing kena pengaruh panas. Struktur organisasi sing diprodhuksi ing area casting uga beda karo metode cladding liyane, kayata deposisi electrospark, sputtering magnetron lan cladding plasma. Ing wektu sing padha, teknologi laser cladding digunakake kanggo nyiapake lapisan, lan struktur organisasi amorf dibentuk ing organisasi lapisan. Saiki, ana sawetara panaliten babagan aplikasi bahan lapisan aloi entropi sing dhuwur ing nyiapake lapisan tahan nyandhang kanggo bagean kontak lemah mesin pertanian. Ing kertas iki, Fe90 alloy, Ni60A alloy lan FeCoCrNiMn dhuwur entropi alloy nyandhang lapisan tahan nyandhang padha disiapake ing lumahing baja 65Mn nggunakake teknologi laser cladding. Sifat gesekan lan nyandhang lapisan paduan entropi dhuwur dibandhingake lan diteliti, lan hukum tribologi ditliti kanggo menehi referensi kanggo ekspansi aplikasi paduan entropi dhuwur.

1 Bahan lan metode eksperimen

1. 1 preparation Coating
Sampel nggunakake baja spring karbon dhuwur 65Mn minangka bahan dasar, lan dipotong dadi conto kanthi ukuran 200 mm × 400 mm × 4 mm nggunakake mesin pemotong metalografi. Sampel iki lemah lan polesan sadurunge cladding kanggo nyegah lapisan oksida, lenga lan impurities ing lumahing sampel saka mengaruhi kekuatan iketan antarane lapisan lan sampel. 80, 120, 220, 800, 1 000, 1 500 lan 2 000 grit sandpaper digunakake kanggo mecah ing siji. Sampel sing dipoles diresiki kanthi ultrasonik ing etanol suwene 5 menit, diselehake ing oven pangatusan kanthi suhu 105 ℃ suwene 10 menit, lan disegel lan disimpen sawise garing. Paduan Fe90, paduan Ni60A lan bubuk paduan entropi dhuwur FeCoCrNiMn (ukuran partikel 45 nganti 105 μm) dipilih minangka bahan lapisan cladding. Komposisi kimia saka bahan tes lan bubuk ditampilake ing Tabel 1. Daya output maksimum peralatan cladding laser CW-CBW-8000G-91-20L yaiku 25,000 W. Tes kasebut nggunakake metode pakan bubuk broadband sumbu sisi, argon. gas protèktif, lan kekandelan lapisan cladding 1 mm. Parameter proses cladding ditampilake ing Tabel 2.

1.2 Karakterisasi tes
Baja 65Mn minangka sampel S1, lapisan paduan Ni60A minangka sampel S2, lapisan paduan Fe90 minangka sampel S3, lan lapisan paduan entropi dhuwur FeCoCrNiMn minangka sampel S4. Solusi etsa metalografi sampel S1 yaiku larutan asam nitrat 4% (asam nitrat pekat lan etanol anhidrat, rasio volume yaiku 4: 100); solusi etsa metalografi sampel S2 yaiku larutan pentahydrate tembaga sulfat (asam hidroklorat, banyu lan tembaga sulfat, rasio volume yaiku 10: 10: 1); solusi etsa metalografi sampel S3 lan S4 yaiku 5% aqua regia (asam klorida pekat lan asam nitrat pekat, rasio volume yaiku 3: 1).

Mikrostruktur metalografi sampel diamati dening mikroskop metalografi Leica DM4000M; lumahing lan salib-bagean atose sampel diukur dening Jinan Times TMVS-1 tampilan digital Vickers atose tester; gesekan lan kinerja nyandhang materi dideteksi dening MMU-10 mikrokomputer-kontrol gesekan pasuryan mburi lan nyandhang tester; pasangan gesekan pin-disc digunakake kanggo test, lan werni mecah ana ZrO2 werni mecah karo diameteripun 6 mm. Parameter tes yaiku beban 50 N, kacepetan 80 r / min, lan wektu gesekan 120 min; morfologi catu nyandhang sawise gesekan lan test nyandhang saka sampel diamati dening mikroskop optik.

2 Asil tes lan analisis

2.1 Struktur metalografi lapisan
Gambar 1 nuduhake diagram struktur metalografi permukaan sampel S1, S2, S3 lan S4. Minangka ditampilake ing Figure 1a, struktur sampel S1 utamané dumadi saka ferit lan pearlite mbagekke ing wangun kothak. Saka Gambar 1b bisa dideleng kanthi jelas yen struktur mikro lapisan sampel S2 yaiku dendrit lan eutektik retikuler, fase organisasi relatif apik, lan dendrit relatif berantakan, lan organisasi strip dawa lan blocky ora duwe aturan baku. Minangka ditampilake ing Figure 1c, microstructure saka bagean salib saka lapisan sampel S3 dendrites coarse lan seragam, organisasi dendrite interlaced, lan nomer akeh udan granular mengilap cahya-colored. Minangka ditampilake ing Figure 1d, organisasi cross-sectional lapisan sampel S4 paling kandhel, utamané dumadi saka kristal equiaxed roto-roto mbagekke, lan bolongan ora duwe aturan baku wis precipitated. Mbandingaken papat organisasi, ukuran gandum lumahing lapisan S4 paling cilik, pari-parian sing kandhel lan seragam, pari-parian sing relatif prasaja, lan ora ana tatanan senyawa intermetallic Komplek.

2. 2 Microhardness saka lapisan
Gambar 2 minangka perbandingan saka microhardness lumahing sampel. Kekerasan Vickers saka sampel S1, S2, S3 lan S4 kira-kira 234.02 HV, 683.87 HV, 663.62 HV lan 635.51 HV. Gambar 3 minangka perbandingan saka microhardness cross-sectional saka sampel. Bisa dideleng saka Figure 3 sing rata-rata kekerasan Vickers saka lapisan sampel S2 lan S3 3 nganti 4 kaping luwih dhuwur tinimbang sampel S1, sing nuduhake kekerasan lapisan S2 lan S3 luwih dhuwur lan kristalisasi metalurgi cladding. efek luwih apik. Rata-rata kekerasan Vickers saka permukaan lapisan sampel S4 rada luwih murah tinimbang sampel S2 lan S3. Iki amarga nalika wêdakakêna FeCoCrNiMn dhuwur entropi alloy cepet solidified, distorsi kisi cilik, lan struktur kristal FCC wis precipitated lan buyar ing amorf saka lapisan cladding, kang bisa nggambarake menyang ombone tartamtu sing FeCoCrNiMn dhuwur entropi alloy. lapisan wis kateguhan apik lan atose kurang.

2.3 Sifat gesekan lan nyandhang
2.3.1 Rata-rata koefisien gesekan
Gambar 4 minangka kurva koefisien gesekan rata-rata sampel S1, S2, S3 lan S4. Bisa dideleng yen ing suhu kamar, koefisien gesekan rata-rata permukaan sampel S1 kira-kira 0.53, lan koefisien gesekan rata-rata fluktuasi paling akeh ing 20 menit pisanan, mundhak nganti 0.6; Minangka wektu terus, koefisien gesekan rata-rata cenderung stabil. Iki amarga ing tataran awal gesekan antarane sampel S1 lan ZrO2 werni mecah, ana akeh lebu nyandhang antarane tandha nyandhang lan werni mecah, kang mrodhuksi kaku geser gedhe, asil ing fluktuasi cetha saka koefisien gesekan. Koefisien gesekan rata-rata sampel S2, S3 lan S4 kira-kira 0.38, 0.32 lan 0.25. Distribusi kompleks partikel fase keras ing sampel S2 nyebabake kurva koefisien gesekan rata-rata kanggo fluktuasi luwih ganas. Kekerasan saka sampel S3 lan S4 luwih cilik tinimbang ZrO2 mecah werni. Bahan paduan lapisan kanthi kekerasan sing luwih murah uga nduweni kekuatan geser sing luwih murah, sing bisa nyuda koefisien gesekan rata-rata sajrone gesekan. Kurva koefisien gesekan rata-rata sampel S3 lan S4 nduweni gaya sing padha, njaga keseimbangan dinamis sing relatif stabil. Antarane wong-wong mau, koefisien gesekan rata-rata sampel S4 paling murah, gaya gesekan ing gaya sing padha paling cilik, lan gelar nyandhang paling murah. Iki amarga nalika sampel S4 digawe adhem kanthi cepet, ana partikel phase impurity kurang, lumahing nutupi iku Gamelan lan kurang cacat, lan kontak karo werni mecah ZrO2 Gamelan, tanpa fluktuasi ketok lan drastis.

2. 3. 2 Nganggo bobot mundhut
Data mundhut bobot saka sampel ditampilake ing Figure 5. Kerugian maksimal saka sampel S1 yaiku 9 mg, lan kerugian saka sampel S2 lan S3 yaiku 4 mg lan 5 mg. Antarane wong-wong mau, mundhut nyandhang saka sampel S4 paling murah, yaiku 2 mg. Iki amarga lapisan paduan entropi dhuwur FeCoCrNiMn nduweni fase FCC tunggal, plastisitas dhuwur lan kateguhan sing apik. Ing efek sisih gesekan saka mbukak saka 50 N, ing FeCoCrNiMn dhuwur entropi bahan alloy bisa nresep jumlah gedhe saka energi, ora gampang kanggo mbentuk lemes peeling, lan wis resistance nyandhang apik.

2.3.3 Analisis morfologi ngagem
Figure 6 nuduhake morfologi catu nyandhang saka papat sampel diamati ing kahanan test padha sawise 120 menit nyandhang. Minangka bisa dideleng saka Figure 6a, S1 wis ewah-ewahan bentuk plastik abot amarga atose sakabèhé kurang, lumahing concave saka catu nyandhang atos, ana area gedhe saka lapisan ikatan, lan delamination occurs. Minangka bisa dideleng saka Figure 6b, lumahing lapisan saka sampel S2 wis irregularly mbagekke karo elliptical dot-shaped senyawa putih, kang nambah atose saka nutupi, diiringi bekas nyandhang ketok lan furrows unidirectional. Ing atose lumahing nutupi sampel S3 paling dhuwur, minangka ditampilake ing Figure 6c, jembaré catu nyandhang sempit, lan grooves ing lumahing nutupi cethek. Ing kontras, ing Figure 6d, grooves saka lapisan sampel S4 banget Gamelan, kang amarga struktur seragam saka lapisan cladding, pari-parian nggoleki, lan resistance nyandhang apik; ana pori-pori sing ora duwe aturan baku ing alur, sing bisa uga disebabake dening bubuk campuran entropi dhuwur sing dicampur karo gas ing negara molten ing suhu dhuwur sinar laser, lan gas sing metu nalika sampel digawe adhem kanggo mbentuk pori. .

Ing kahanan test sing padha, sing luwih gedhe jembaré test nyandhang catu, sing luwih mundhut bobot mundhut. Kanthi mbandhingake bobot mundhut sampel sing beda-beda ing Gambar 5, bisa dideleng yen sesambungan antarane ukuran bekas bekas sampel yaiku S1> S3> S2> S4. Iki cocog karo asil tes mundhut bobot sing ditampilake ing Gambar 5.

kesimpulan

1) Entropi dhuwur FeCoCrNiMn lapisan paduan nduweni struktur sing paling padhet lan ukuran gandum sing paling cilik, dene distribusi butir mikrostruktur lapisan paduan Ni60A lan Fe90 luwih kacau. Lapisan paduan entropi dhuwur FeCoCrNiMn nduweni struktur butir sing relatif prasaja lan ora ana senyawa intermetal sing kompleks.

2) Kekerasan Vickers saka paduan Ni60A, paduan Fe90 lan lapisan paduan entropi dhuwur FeCoCrNiMn kira-kira 683.87, 663.62 lan 635.51 HV, sing luwih dhuwur tinimbang kekerasan Vickers saka substrat (234.02 HV). Nilai atose saka lapisan entropi dhuwur Fe-CoCrNiMn rada luwih murah tinimbang saka alloy Ni60A lan lapisan alloy Fe90, sing ora mengaruhi resistance nyandhang.

3) Kerugian nyandhang saka substrat baja 65Mn, campuran Ni60A, paduan Fe90 lan lapisan paduan entropi dhuwur Fe-CoCrNiMn yaiku 9, 4, 5 lan 2 mg. Cakar nyandhang saka FeCoCrNiMn lapisan aloi entropi dhuwur paling smoothest, karo ambane nyandhang cethek, mundhut materi cilik lan resistance nyandhang paling dhuwur.