Барои баланд бардоштани муқовимати фарсудашавии қисмҳои бо хок алоқаи мошинҳои кишоварзӣ, FeCoCrNiMn хӯлаи энтропии баланд, хӯлаи Fe90 ва Ni60A хокаҳои хӯлаи барои омӯзиши муқоисавӣ интихоб карда шуданд. Сарпӯши ба фарсудашавӣ тобовар аз ҷониби омода карда шудааст технологияи пӯшидани лазерӣ бо пӯлоди 65Mn ҳамчун субстрат ва иҷрои фарсудашавии он тавассути мошини санҷиши фриксия ва фарсудашавӣ санҷида шуд. Натиҷаҳо нишон доданд, ки қабати хӯлаи FeCoCrNiMn дорои энтропияи баланд сохтори зичтарин, донаҳои нисбатан оддӣ буда, пайвастагиҳои мураккаби байниметаллӣ ба вуҷуд наомадаанд; тақсимоти микроструктураи донаҳои қабатҳои хӯлаи Ni60A ва Fe90 нисбатан бетартиб буд. Талафоти фарсудашавии субстрати пӯлоди 65Mn, хӯлаи Ni60A, хӯлаи Fe90 ва FeCoCrNiMn рӯйпӯши хӯлаи баланди энтропия мутаносибан 9, 4, 5 ва 2 мг буд ва талафоти фарсудашавии субстрат нисбат ба рӯйпӯш хеле зиёдтар буд. Сахтии Vickers аз рӯйпӯшҳои хӯлаи Fe90 ва Ni60A 683.87 ва 663.62 HV ва сахтии рӯйпӯши хӯлаи энтропии Fe-CoCrNiMn 635.81 HV аст, ки нисбат ба дигар рӯйпӯшҳо каме пасттар аст, аммо муқовимати фарсудашавии он хуб аст.

Бо рушди босуръати мошинҳо ва таҷҳизоти кишоварзӣ, қисмҳои бо хок тамосшавандаи мошинҳои кишоварзӣ аз фарсудашавии таъсир ва фарсудашавии абразивҳо ба монанди хок ва қум муддати тӯлонӣ таъсир мерасонанд, ки ба муқовимати фарсудашавии хокҳои анъанавӣ талаботи баландтар мегузорад. - қисмҳои тамос. Дар байни чораҳои гуногуни зидди фарсудашавӣ, пӯшонидани лазерӣ ва коркарди рӯизаминии сатҳи нокомии қисмҳои бо хок алоқаманд ду усули маъмули табобат мебошанд. Ҳардуи онҳо пуркунандаҳои гуногунро барои гудохта ё гарм кардани маводи пӯшиш ба ҳолати нимгудохта истифода мебаранд ва онро дар рӯи субстрат мепӯшонанд ва ба ин васила муқовимати фарсудашавии субстратро беҳтар мекунанд. Ду маводи пӯшиши маъмултарин барои қисмҳои бо хок алоқаманд хӯлаҳои оҳанин ва хӯлаҳои никелӣ мебошанд. Ҳарду маводи рӯйпӯш ба як унсури хӯлаи асос ёфтаанд ва бо илова кардани дигар унсурҳои мувофиқ кори рӯйпӯшро беҳтар мекунанд. Дар айни замон, тадқиқот ва татбиқи баланд бардоштани муқовимати фарсудашавии маводи металлии анъанавӣ ба сершавӣ наздик буд ва фазои тадқиқот хурдтар ва хурдтар мешавад.

Хӯлаҳои энтропии баланд аз унсурҳои гуногуни хӯлаи дорои таносуби атомии шабеҳ, бо фазаҳои маҳлулҳои якхела ва оддии сахт иборатанд, ки қувваи баланд, муқовимати фарсудашавӣ ва муқовимати хуби зангзаниро нишон медиҳанд. Бо истифода аз хокаи хӯлаи энтропии баланд барои тайёр кардани рӯйпӯшҳои ба фарсудашавӣ тобовар дар қисмҳои бо хок алоқаи мошинҳои кишоварзӣ, қисмҳо муқовимати фарсудашавии баланд доранд ва метавонанд мӯҳлати хизмати худро боз ҳам дароз кунанд.

Технологияи пӯшидани лазерӣ барои тайёр кардани рӯйпӯшҳо истифода мешавад, ки бартариҳои консентратсияи гармӣ ва минтақаи хурди аз гармӣ таъсиркунанда дорад. Сохтори ташкилие, ки дар майдони рехтагарӣ истеҳсол мешавад, инчунин аз дигар усулҳои пӯшиш, аз қабили пошидани шарораи электротехникӣ, пошидани магнетронӣ ва пӯшидани плазма фарқ мекунад. Дар айни замой барои тайёр кардани руйкашхо аз технологияи лазерпушкунй истифода бурда мешавад, дар ташкилоти рупуш структурахои ташкилии аморфй ба вучуд меоянд. Дар айни замон оид ба кор фармудани масолехи руйпуши олитарини энтропия дар тайёр кардани пӯшишҳои ба фарсуда тобовар барои қисмҳои бо хок алоқаи мошинҳои кишоварзӣ кам тадқиқот гузаронида мешавад. Дар ин коғаз, хӯлаи Fe90, хӯлаи Ni60A ва FeCoCrNiMn хӯлаи баланди энтропии ба фарсудашавӣ тобовар дар рӯи пӯлоди 65Mn бо истифода аз технологияи лазерии лазерӣ омода карда шуданд. Хусусиятҳои соиш ва фарсудашавии рӯйпӯшҳои хӯлаи баланди энтропӣ муқоиса ва омӯхта шуданд ва қонунҳои трибологии онҳо омӯхта шуданд, то истинод барои тавсеаи истифодаи хӯлаҳои энтропии баланд дошта бошанд.

1 Маводҳо ва усулҳои таҷрибавӣ

1. 1 Омода кардани пӯшиш
Намуна пӯлоди пӯлоди карбонии 65Mn-ро ҳамчун маводи асосӣ истифода бурд ва ба намунаҳо бо андозаи 200 мм × 400 мм × 4 мм бо истифода аз мошини буридани металлографӣ бурида шуд. Намуна пеш аз пӯшидан хок карда шуд ва сайқал дода шуд, то қабати оксид, равған ва дигар ифлосиҳо дар сатҳи намуна аз таъсир ба қувваи пайвастшавӣ байни рӯйпӯш ва намуна пешгирӣ карда шавад. Барои суфта кардан бо навбат 80, 120, 220, 800, 1 000, 1 500 ва 2 000 сангреза истифода мешуд. Намунаи сайқалёфта ба таври ултрасадо дар этанол барои 5 дақиқа тоза карда шуд, дар танӯр хушккунӣ дар 105 ℃ барои 10 дақиқа ҷойгир карда шуд ва пас аз хушккунӣ мӯҳр карда ва нигоҳ дошта шуд. Хӯлаи Fe90, хӯлаи Ni60A ва FeCoCrNiMn хокаи хӯлаи энтропии баланд (андозаи зарраҳо аз 45 то 105 мкм) ҳамчун маводи қабати пӯшида интихоб карда шуданд. Таркиби кимиёвии маводҳои санҷишӣ ва хокаҳо дар ҷадвали 1 нишон дода шудааст. Иқтидори ҳадди ниҳоии таҷҳизоти пӯшонидани лазерии CW-CBW-8000G-91-20L 25,000 Вт аст. Санҷиш усули ғизодиҳии хокаи паҳлӯи паҳлӯи меҳварро қабул мекунад. гази муҳофизатӣ ва ғафсии қабати рӯйпӯш 1 мм аст. Параметрҳои раванди пӯшиш дар ҷадвали 2 нишон дода шудаанд.

1.2 Тавсифи санҷиш
Пӯлоди 65Mn намунаи S1, молидани хӯлаи Ni60A намунаи S2, рӯйпӯши хӯлаи Fe90 намунаи S3 ва рӯйпӯши хӯлаи FeCoCrNiMn намунаи S4 мебошад. Маҳлули металлографии намунаи S1 маҳлули 4% кислотаи нитрат (кислотаи консентратии нитрат ва этаноли беоб, таносуби ҳаҷм 4:100) мебошад; маҳлули металлографии намунаи S2 маҳлули пентагидрати сулфати мис (кислотаи гидрохлорид, об ва сулфати мис, таносуби ҳаҷм 10: 10: 1) мебошад; маҳлули метлингии металлографии намунаҳои S3 ва S4 5% обӣ (кислотаи консентратсияи гидрохлорид ва кислотаи азот консентратӣ, таносуби ҳаҷм 3: 1) мебошад.

Микроструктураи металлографии намуна тавассути микроскопи металлографии Leica DM4000M мушоҳида карда шуд; сахтии рӯи ва салиб-фасли намуна аз тарафи Jinan Times TMVS-1 дисплей рақамӣ Vickers сахтгирии санҷиши чен карда шуд; коршоямии фриксия ва фарсудашавии мавод тавассути микрокомпютери MMU-10, ки бо фриксия ва фарсудашавии рӯйи ниҳоӣ идора мешавад, муайян карда шуд; барои озмоиш ҷуфти фриксияи пин-диск истифода шуд ва тӯби суфтакунанда тӯби суфтакунандаи ZrO2 бо диаметри 6 мм буд. Параметрҳои санҷиш сарбории 50 Н, суръат 80 р/дақ ва вақти соиш 120 дақиқа буданд; морфологияи доғи фарсудашавӣ пас аз санҷиши соиш ва фарсудашавии намуна тавассути микроскопи оптикӣ мушоҳида карда шуд.

2 Натиҷаҳои санҷиш ва таҳлил

2.1 Сохтори металлографии пӯшиш
Дар расми 1 диаграммаи сохтори металлографии рӯи намунаҳои S1, S2, S3 ва S4 нишон дода шудааст. Тавре ки дар расми 1а нишон дода шудааст, сохтори намунаи S1 асосан аз феррит ва перлит иборат аст, ки дар шакли тор тақсим карда шудаанд. Аз расми 1б равшан дидан мумкин аст, ки микроструктураи пӯшиши намунаи S2 дендритҳо ва эвтектикаи ретикулярӣ буда, марҳилаи ташкилӣ нисбатан хуб ва дендритҳо нисбатан бесарусомон буда, созмонҳои рахи дароз ва блоки номунтазам тавлид мешаванд. Чи тавре ки дар расми 1в нишон дода шудааст, микроструктураи буридани руйпуши намунаи S3 дендритхои дахам ва якхела, созмонхои дендрити байнихамдиханда ва микдори зиёди боришоти гранулаи тобнок, ранги равшан мебошад. Тавре ки дар расми 1d нишон дода шудааст, сохтори буришии рӯйпӯши намунаи S4 зичтарин аст, ки асосан аз кристаллҳои баробар тақсимшуда иборат аст ва сӯрохиҳои номунтазам боранд. Дар муқоиса бо чор ташкилот, андозаи донаи рӯи қабати S4 хурдтарин аст, донаҳо зич ва якхелаанд, донаҳо нисбатан соддаанд ва таркиби мураккаби байниметаллӣ вуҷуд надорад.

2. 2 Микросахтии рӯйпӯш
Расми 2 муқоисаи микросахтии сатҳи намунаҳо мебошад. Сахтии Vickers намунаҳои S1, S2, S3 ва S4 мутаносибан тақрибан 234.02 HV, 683.87 HV, 663.62 HV ва 635.51 HV мебошад. Тасвири 3 муқоисаи микросахтии буришҳои намунаҳо мебошад. Аз расми 3 дида мешавад, ки сахтии миёнаи Викерс аз рӯйпӯшҳои намунаҳои S2 ва S3 нисбат ба намунаи S3 4-1 маротиба зиёдтар аст, ки ин нишон медиҳад, ки сахтии рӯйпӯшҳои S2 ва S3 баландтар аст ва кристаллизатсияи металлургияи рӯйпӯшӣ. таъсир беҳтар аст. Сахтии миёнаи Викерс аз рӯи рӯйпӯши намунаи S4 нисбат ба намунаҳои S2 ва S3 каме пасттар аст. Сабаб дар он аст, ки вақте ки хокаи хӯлаи баланди энтропии FeCoCrNiMn зуд сахт мешавад, таҳрифи торча хурд аст ва сохтори кристаллии FCC дар аморфҳои қабати пӯшиш борид ва пароканда мешавад, ки метавонад то андозае инъикос кунад, ки хӯлаи баланди энтропии FeCoCrNiMn. пӯшиш сахтии хуб ва сахтии паст дорад.

2.3 Хусусиятҳои соиш ва фарсудашавӣ
2.3.1 Коэффисиенти миёнаи соиш
Дар расми 4 каљ коэффисиенти миёнаи соиш намунањои S1, S2, S3 ва S4 оварда шудааст. Мумкин аст, ки дар ҳарорати хонагӣ коэффисиенти миёнаи соиши сатҳи намунаи S1 тақрибан ба 0.53 баробар аст ва коэффисиенти миёнаи соиш дар 20 дақиқаи аввал аз ҳама бештар тағйир ёфта, тақрибан ба 0.6 мерасад; бо мурури замон коэффисиенти миёнаи соиш муътадил мешавад. Ин дар он аст, ки дар марҳилаи аввали соиш байни намунаи S1 ва ZrO2 дар байни нишони фарсудашавӣ ва тӯби суфташуда пораҳои зиёди фарсудашавӣ мавҷуд аст, ки фишори бузурги буриданро ба вуҷуд меорад, ки дар натиҷа коэффисиенти сӯзишворӣ якбора тағир меёбад. Коэффисиентҳои миёнаи соиши намунаҳои S2, S3 ва S4 тақрибан 0.38, 0.32 ва 0.25 мебошанд. Тақсимоти мураккаби зарраҳои фазаҳои сахт дар намунаи S2 боиси он мегардад, ки каҷи коэффисиенти миёнаи фриксия шадидтар тағйир ёбад. Сахтии намунаҳои S3 ва S4 нисбат ба тӯби суфтакунандаи ZrO2 хеле хурдтар аст. Маводи хӯлаи пӯшиш бо сахтии пасттар низ дорои қувваи пасттар аст, ки барои коҳиш додани коэффисиенти миёнаи соиш ҳангоми соиш мусоидат мекунад. Каҷҳои миёнаи коэффисиенти фриксияи намунаҳои S3 ва S4 асосан як тамоюл доранд ва тавозуни нисбатан устувори динамикиро нигоҳ медоранд. Дар байни онҳо коэффисиенти соиши миёнаи намунаи S4 пасттарин, қувваи соиш дар зери ҳамон як қувва хурдтарин ва дараҷаи фарсудашавӣ аз ҳама пасттар аст. Ин дар он аст, ки вақте ки намунаи S4 зуд сард мешавад, зарраҳои фазаҳои наҷосат камтар мешаванд, сатҳи пӯшиш ҳамвортар ва нуқсонҳои камтар дорад ва иртибот бо тӯби суфтакунандаи ZrO2 ҳамвортар аст, бидуни тағирёбии возеҳ ва шадид.

2. 3. 2 Пӯшидани вазн
Маълумот оид ба талафи вазни фарсудашавии намунаҳо дар расми 5 нишон дода шудааст. Ҳадди ниҳоии фарсудашавии намунаи S1 9 мг ва талафоти фарсудашавии намунаҳои S2 ва S3 мутаносибан 4 мг ва 5 мг мебошад. Дар байни онҳо талафоти фарсудашавии намунаи S4 пасттарин аст, ки 2 мг аст. Сабаб дар он аст, ки рӯйпӯши хӯлаи баланди энтропии FeCoCrNiMn як марҳилаи ягонаи FCC, пластикии баланд ва устувории хуб дорад. Дар зери таъсири фриксионии бори 50 Н, маводи хӯлаи баланди энтропии FeCoCrNiMn метавонад миқдори зиёди энергияро бирӯяд, ташаккул додани пӯсти хастагӣ осон нест ва муқовимати хуби фарсудашавӣ дорад.

2.3.3 Таҳлили морфологияи либос
Дар расми 6 морфологияи шрами фарсудашавии чор намуна нишон дода шудааст, ки дар шароити якхелаи санҷиш пас аз 120 дақиқаи фарсуда мушоҳида шудааст. Тавре ки аз расми 6а дида мешавад, S1 аз сабаби сахтии пасти он деформатсияи шадиди пластикӣ дорад, сатҳи конкави доғи фарсуда ноҳамвор аст, майдони калони қабати пайвастшавӣ мавҷуд аст ва деламинатсия ба амал меояд. Тавре ки аз расми 6б дида мешавад, сатҳи пӯшиши намунаи S2 бо пайвастагиҳои сафеди нуқташакли эллиптикӣ номунтазам тақсим карда шудааст, ки сахтии рӯйпӯшро зиёд мекунад, ки бо доғҳои равшани фарсудашавӣ ва ҷӯякҳои якҷониба ҳамроҳӣ мекунанд. Сахтии сатҳи рӯйпӯши намунаи S3 баландтарин аст, тавре ки дар расми 6c нишон дода шудааст, паҳнои ҷароҳати фарсуда танг аст ва чуқурҳои рӯи рӯйпӯш суст аст. Баръакс, дар расми 6д, чуқуриҳои рӯйпӯши намунаи S4 хеле ҳамворанд, ки ин ба сохтори якхелаи қабати рӯйпӯш, донаҳои хуб ва муқовимати хуби фарсудашавӣ вобаста аст; дар чуқуриҳо сӯрохиҳои номунтазам ба назар мерасанд, ки онҳо метавонанд дар натиҷаи омехта шудани хокаи хӯлаи энтропии баланд бо газ дар ҳолати гудохта дар зери ҳарорати баланди нури лазерӣ ва газ ҳангоми хунук шудани намуна ба вуҷуд омадани сӯрохиҳо ба вуҷуд ояд. .

Дар шароити якхелаи санҷиш, ҳар қадар паҳнои ҷароҳати фарсудашавии озмоишӣ калонтар бошад, талафоти вазнини фарсуда ҳамон қадар зиёд мешавад. Бо муқоисаи талафоти вазни намунаҳои гуногун дар расми 5, дидан мумкин аст, ки робитаи байни андозаи шрами фарсудашавии намуна S1> S3> S2> S4 аст. Ин ба натиҷаҳои санҷиши талафоти вазн, ки дар расми 5 нишон дода шудааст, мувофиқ аст.

хулоса

1) Энтропияи баланди FeCoCrNiMn пӯшонидани хӯлаи дорои сохтори зичтарин ва хурдтарин андозаи дона аст, дар ҳоле ки тақсимоти микроструктураи донаҳои рӯйпӯшҳои хӯлаи Ni60A ва Fe90 бесарусомонтар аст. Сарпӯши хӯлаи баланди энтропии FeCoCrNiMn дорои сохтори нисбатан соддаи дона буда, пайвастагиҳои мураккаби байниметаллӣ ба вуҷуд намеоянд.

2) Сахтии Vickers аз хӯлаи Ni60A, хӯлаи Fe90 ва FeCoCrNiMn рӯйпӯшҳои хӯлаи энтропии баланд тақрибан 683.87, 663.62 ва 635.51 HV аст, ки аз сахтии Викерс дар субстрат (234.02 HV) хеле баландтар аст. Қимати сахтии рӯйпӯши хӯлаи энтропии баланди Fe-CoCrNiMn нисбат ба хӯлаи Ni60A ва Fe90 каме пасттар аст, ки ба муқовимати фарсудашавии он таъсир намерасонад.

3) Талафоти фарсудашавии субстрати пӯлоди 65Mn, хӯлаи Ni60A, хӯлаи Fe90 ва рӯйпӯши хӯлаи баланди энтропии Fe-CoCrNiMn мутаносибан 9, 4, 5 ва 2 мг мебошанд. Шарҳи фарсудашавии рӯйпӯши хӯлаи энтропии баланди FeCoCrNiMn ҳамвортарин буда, умқи шрами фарсудашавӣ, талафоти хурди моддӣ ва муқовимати баландтарини фарсудашавӣ мебошад.