Ninu iṣẹ yii, CoCrFeNiSi-xTiB2 (x = 2. 5%, 5. 0%, 7. 5%, 10. 0%, ida ibi-idapọ) giga entropy alloy (HEA) ti a fi bo awọ-ara ti a bo lesa lori 40Cr dada. Ipele, microstructure, líle, edekoyede ati yiya ati awọn ohun-ini ipata elekitirokemika ti ibora ni a ṣe atupale, ati ipa ti awọn patikulu seramiki nano-TiB2 lori ibora HEA ti jiroro. Awọn abajade fihan pe nigbati x = 2. 5%, 5. 0%, 7. 5%, ipele ti a bo jẹ ti FCC-meji ati BCC; nigbati x = 10. 0%, boride CrB ti wa ni ti ipilẹṣẹ lori ilana ti awọn meji awọn ipele, ati awọn ti a bo microstructure ayipada lati equiaxed kirisita to aṣoju columnar dendrites. Microhardness ti ibora n pọ si pẹlu ilosoke ti awọn patikulu nano-TiB2, ati nigbati x = 10. Nigbati akoonu TiB2 ba jẹ 0%, líle apapọ ti ideri naa de giga julọ, eyiti o jẹ HV547.11, eyiti o jẹ awọn akoko 2.72 ti sobusitireti. Awọn idi akọkọ fun ilosoke ninu líle rẹ jẹ okun ojutu to lagbara ati okun pipinka. Pẹlu ilosoke ti akoonu TiB2, isonu yiya ti ibora apapo ti dinku ni pataki. Nigbati x = 10.0%, iwuwo pipadanu yiya jẹ 0.13 mg nikan. Ni gbogbogbo, ilosoke ti akoonu TiB2 ṣe ayipada ẹrọ yiya akọkọ ti ibora apapo lati yiya abrasive ti o lagbara ati yiya ifoyina si yiya abrasive diẹ ati yiya ifoyina, ati pe resistance resistance ti ni ilọsiwaju ni pataki. Ni ojutu 3.5% NaCl, idiwọ ipata ti ibora akojọpọ jẹ dara julọ nigbati x = 7.5%. Awọn ọrọ-ọrọ: giga entropy alloy (HEA), lesa cladding, nano-seramiki, wọ resistance, ipata ipata

Irin igbekalẹ alloy 40Cr jẹ ọkan ninu awọn irin ti a lo julọ julọ fun awọn yiyan ẹrọ iwakusa eedu. O ni awọn ohun-ini ẹrọ okeerẹ ti o dara, lile ipa iwọn otutu kekere, ifamọ ogbontarigi kekere, ati ipin ipin alloy alloy, nitorinaa o lo pupọ ni ile-iṣẹ iṣelọpọ ẹrọ. Bibẹẹkọ, nitori agbegbe ti n ṣiṣẹ lile, 40Cr nigbagbogbo fun pọ ati ki o rẹrẹ nigbati o ba ge awọn okun eedu, eyiti o ni itara si wọ dada, ipata, ibajẹ ehin ati awọn abawọn miiran, ti o ni ipa lori igbesi aye iṣẹ ni pataki. Imọ-ẹrọ cladding lesa jẹ ọkan ninu awọn ọna ti o wọpọ julọ ti a lo ni aaye ti atunṣe dada ni awọn ọdun aipẹ. Imọ-ẹrọ yii nlo ina ina lesa ti o ni agbara giga lati yo ati fidi iyẹfun ti a bo ati ilẹ sobusitireti lati ṣe iwe adehun irin ti o dara. Ni akoko kanna, cladding lesa tun ni awọn anfani ti itutu agbaiye yara, imuduro iyara, agbegbe ti o kan ooru kekere, ati igbekalẹ ibora ipon. O le mu líle, wọ resistance ati ipata resistance ti awọn ti a bo dada. Awọn anfani alailẹgbẹ rẹ ati awọn ireti ohun elo nla jẹ ki o fiyesi pupọ. Ko dabi awọn alloy ibile, awọn alloy entropy giga-giga (HEAs) jẹ awọn alloys ti o ni awọn eroja marun tabi diẹ sii ni deede tabi awọn ipin molar dogba. Ninu ero inu alloy ibile, nigbati ọpọlọpọ awọn eroja akọkọ ba dapọ, awọn agbo ogun intermetallic jẹ iṣelọpọ ni rọọrun, ti o fa idinku nla ninu iṣẹ ṣiṣe ti ohun elo naa. HEA yatọ. Wọn ni awọn alailẹgbẹ “awọn ipa mẹrin” ti o le ṣe idiwọ iṣelọpọ ti awọn agbo ogun intermetallic, ṣiṣe wọn ni agbara giga, líle giga, iṣẹ ṣiṣe iwọn otutu ti o dara julọ ati yiya ati idena ipata. Eto inu inu wọn nigbagbogbo pin si FCC, BCC, ati awọn ipele ojutu to muna HCP. HEA ṣe ilọsiwaju awọn ohun-ini ẹrọ ti awọn alloy nipasẹ okun ojutu ti o lagbara ati imudara ipele keji. Awọn ijinlẹ ti fihan pe imọ-ẹrọ cladding lesa ni ipa ti isọdọtun awọn irugbin. Nitorinaa, ngbaradi HEAs nipasẹ cladding laser jẹ yiyan ti o dara julọ.

Lati le ni ilọsiwaju siwaju sii lile ati yiya resistance ti awọn ohun elo HEA, awọn oniwadi n san diẹ sii ati akiyesi si awọn ipa ti awọn patikulu seramiki pupọ (bii TiC, NbC, B4C ati TiB2) lori iṣẹ ti HEAs. Shang et al. pese sile kan nano-TiC patiku-fifikun (Cr-Fe4Co4Ni4) Cr3HEA bo lori dada ti 904L alagbara, irin. Pẹlu afikun ti TiC, líle, resistance resistance ati ipata ipata ti ibora akojọpọ ni ilọsiwaju ni ilọsiwaju. Nigbati 15% (ida iwọn didun) TiC ti wa ni afikun, microhardness ti ibora akojọpọ jẹ bii ilọpo meji ti sobusitireti. Dong et al. pese ohun elo Al-CrCoFeNi2.1-xTiB2HEAs ti o ni idapọpọ lori oju ti irin alagbara irin 304 nipasẹ cladding laser-giga-iyara. Awọn abajade fihan pe afikun ti TiB2 ṣe ilọsiwaju líle ati yiya resistance ti ibora, ati pe oṣuwọn yiya dinku pẹlu ilosoke ti awọn patikulu TiB2. Zhao et al. B4C ti a pese silẹ ati awọn patikulu seramiki SiC ti a fikun awọn aṣọ CoCrFeNiTi HEA nipasẹ imọ-ẹrọ cladding laser. Awọn abajade fihan pe B4C ni iṣẹ ti o dara julọ lori iṣẹ alloy. Lile ti a bo ti pọ lati HV0.5666.2 to HV0.5886.9. Ni akoko kanna, resistance resistance otutu otutu yara ti ni ilọsiwaju, ati olusọdipúpọ edekoyede ati oṣuwọn yiya dinku ni pataki. Lara awọn patikulu seramiki, awọn patikulu TiB2 jẹ ọkan ninu awọn ipele lile ti a lo nigbagbogbo. Wọn ni líle giga, olùsọdipúpọ igbona igbona kekere, iduroṣinṣin igbona ti o dara, ati yiya ti o dara julọ ati resistance ipata. Awọn abuda wọnyi le dara si ilọsiwaju awọn ohun-ini ẹrọ ti awọn ohun elo HEA.

Awọn ijinlẹ diẹ wa lori ipa ti awọn patikulu seramiki irin nano-TiB2 lori iṣẹ ti CoCrFeNiSi HEA. Nitorinaa, iṣẹ yii ti pese silẹ CoCrFeNiSi-xTiB2 (x = 2.5%, 5.0%, 7.5%, 10.0%, ida ibi-idapọ, kanna ni isalẹ) epo idapọmọra HEA lori dada ti 40Cr, irin nipasẹ cladding laser, ati ṣe itupalẹ ipa ti nano-TiB2 lori microhardness ati ifunpa ti awọn ohun-ini wiwọ ati wiwọ ti HEA. alakoso.

1. Ṣàdánwò

Sobusitireti jẹ irin 40Cr pẹlu iwọn 150 mm × 60 mm × 8 mm. Awọn ohun elo cladding jẹ 40-70 μm giga-purity Co, Cr, Fe, Ni, Si single powders and 650-800 nm TiB2 powders. 2.5%, 5.0%, 7.5%, ati 10.0% TiB2 irin seramiki lulú ti wa ni afikun si awọn erupẹ CoCrFeNiSiHEA ni atele, ati awọn lulú ti wa ni idapo ni KQM-ZB Planetary ball Mill fun 3 h. YLS-2000 okun lesa ti wa ni lo lati ṣe lesa cladding ni awọn fọọmu ti aso-to powders. Ṣaaju ki o to didi, awọn iyẹfun ti o dapọ ti wa ni rudurudu pẹlu ọti polyvinyl binder (2%) ati ti ṣeto tẹlẹ lori sobusitireti pẹlu sisanra ti 1.45 mm. Gẹgẹbi iwadii idanwo alakoko ti ẹgbẹ iwadii, awọn ilana ilana ti o dara julọ fun cladding jẹ agbara laser ti 900 W, oṣuwọn ọlọjẹ ti 4 mm · s-1, ati iwọn ila opin aaye ti 2. 0 mm, oṣuwọn agbekọja 30%. Lati rii daju awọn didara ti awọn cladding Layer, argon ti a lo bi awọn aabo gaasi nigba ti cladding ilana.

Lẹhin ilana cladding, awọn ayẹwo ti wa ni ilọsiwaju nipasẹ waya gige pẹlu kan electrospark, ati awọn oniwe-iwọn je 8 mm × 8 mm × 8 mm, ati awọn ni lqkan awọn ayẹwo iwọn 25 mm × 8 mm × 8 mm, ati ki o didan pẹlu sandpaper. Ilana alakoso ti ibora alloy ni a rii nipasẹ D8-Advance X-ray diffractometer, ohun elo ibi-afẹde jẹ ibi-afẹde bàbà, ati ibiti o ṣayẹwo jẹ 20-100°. Aqua regia (ipin iwọn didun ti ogidi hydrochloric acid si ogidi nitric acid 3:1) ni a yan bi ojutu ipata, ati pe microstructure ti ayẹwo jẹ akiyesi nipasẹ 4XB inverted metallographic microscope ati SUPRA55VP aaye itujade itanna maikirosikopu. Agbara dispersive spectrometer (EDS) ni a lo lati ṣe itupalẹ pinpin ipin, ati lile ti ibora naa jẹ iwọn nipasẹ oluyẹwo microhardness. Ẹru ti a lo jẹ 1 000 N, ati akoko ikojọpọ jẹ 15 s. Ni apakan agbelebu ti apẹẹrẹ, idanwo naa ni a ṣe lati oke ti a bo si oke ti sobusitireti. Ayẹwo kọọkan ni a wọn ni igba mẹta ati pe a mu iye apapọ. Idanwo yiya ni a ṣe ni lilo ija-ija M-5000 ati ẹrọ yiya. Ija edekoyede yiyipo sisun gbigbẹ ti yan. Ti lo bata Si3N4 ti lilọ. Iwọn deede jẹ 20 N, igbohunsafẹfẹ jẹ 2 Hz, akoko yiya jẹ iṣẹju 30, ati ijinna atunṣe jẹ 20 mm. Iyara sisun ati ijinna sisun lapapọ ni a ṣe iṣiro lati jẹ 4 cm/s ati 72 m, lẹsẹsẹ.

2 Awọn esi ati ijiroro

2.1 Ipele onínọmbà

Nọmba 1 ṣe afihan irisi XRD ti CoCrFeNiSi-xTiB2HEA ti a bo akojọpọ. Awọn iwoye XRD fihan pe CoCrFeNiSi-xTiB2 (x = 2.5%, 5.0%, 7.5%) HEA ti a bo apapo jẹ ti ipele BCC ati ipele FCC. Nigbati x = 10.0%, ti a bo apapo n ṣe agbejade idapọ intermetallic CrB lori ipilẹ awọn ipele meji atilẹba. Eyi le jẹ nitori enthalpy dapọ odi ti eroja B ti kii ṣe irin ati ipin Cr. Pẹlu ilosoke ti nano-TiB2, akoonu ti FCC alakoso dinku diėdiė ati akoonu ti BCC ipele maa n pọ si. Idi ni pe apakan ti awọn eroja Ti ati B ti bajẹ nipasẹ nano-TiB2 ni cladding laser ṣe igbega dida ti ipele BCC, eyiti o ni ibamu pẹlu awọn abajade diẹ ninu awọn ẹkọ iṣaaju [23-26], ti o nfihan pe awọn eroja Ti ati B ti a ṣafikun si HEA le mu ipa ti BCC amuduro ati imudara ojutu to lagbara. Ni afikun, ko si TiB2 diffraction tente oke ti a ṣe akiyesi ni iwoye ti gbogbo awọn aṣọ ibora, ti o nfihan pe awọn patikulu nano-TiB2 ti bajẹ patapata tabi nọmba wọn wa labẹ iwọn wiwa XRD. Wiwo aworan ti o tobi si agbegbe ni igun apa ọtun loke ti Nọmba 1, o le rii kedere pe (110) diffraction tente oke ti ipele BCC n lọ si igun ti o tobi ju, ti o nfihan pe ibakan lattice ti BCC dinku. Eyi le jẹ nitori jijẹ ti awọn patikulu TiB2 lakoko cladding lesa, eyiti o fa ki awọn ọta B pẹlu radius ano kekere lati tu ati rọpo awọn eroja miiran ninu eto alakoso BCC. Ni ibamu si awọn Bragg ofin, awọn ifilelẹ ti awọn tente oke ti BCC diffraction ti awọn alloy ti a bo iṣinipo si ọtun. Oti ni a lo lati yara ni ipele ti XRD spectrum, ati iwọn ọkà (D) ti CoCrFeNiSi-xTiB2 HEA ti a bo apapo ti a ṣe iṣiro nipasẹ agbekalẹ (1), bi a ṣe han ni Table 1. Iwọn ọkà apapọ (D *) ti CoCrFeNiSi-xTiB2 (x = 2.5%, 5.0%, HEA%) composite jẹ iṣiro 7.5% 10.0, 15.89, 15.30, 14.97 nm, lẹsẹsẹ, ti o nfihan pe afikun ti awọn patikulu nano-TiB14.12 si awọn ohun elo CoCrFeNiSi HEA le dinku iwọn-ọkà apapọ ti awọn aṣọ wiwu ati ki o ṣe atunṣe ilana-ọkà ti awọn ohun elo ti o ni idapo. Eyi jẹ nitori awọn patikulu TiB2 jẹ aṣoju nucleating ti o wọpọ ti o le mu iwọn iparun pọ si ati nitorinaa ṣatunṣe awọn irugbin ti a bo.
Wo agbekalẹ (1) ninu eeya, nibiti: k jẹ igbagbogbo (0.89), λ jẹ gigun igbi X-ray (0.15405 nm), β jẹ iwọn idaji giga ti tente oke diffraction (FWHM), ati θ jẹ igun diffraction.

2. 2 Microstructure

Awọn microstructure ti CoCrFeNiSi-xTiB2 HEA ti a bo apapo ti wa ni han ni Figure 2. Awọn ti o baamu kemikali eroja awọn akoonu ti awọn agbegbe ti o samisi ni Figure 2 ti wa ni akojọ si ni Table 2. Lati awọn SEM awọn fọto, o le wa ni ri pe awọn be ti CoCrFeNiSi-xTiB2 HEA composite ti a bo ti pese sile meji ti o yatọ agbegbe: dudu grẹy denddritic agbegbe. DR ati awọn agbegbe ID jẹ aṣoju awọn ẹya ojutu to muna ni awọn aṣọ HEA ti a pese sile nipasẹ cladding laser. Lati itupalẹ EDS ti awọn aaye idanwo ti a bo, o le rii pe agbegbe DR ni akọkọ pẹlu awọn eroja Fe ati Ni, lakoko ti agbegbe ID pẹlu awọn eroja Fe, Cr ati Ti. Nitorinaa, agbegbe DR ni ibamu si eto ojutu ti o lagbara ti FCC ọlọrọ ni Fe ati Ni, ati agbegbe ID naa ni ibamu si eto ojutu ojutu to lagbara ti BCC ọlọrọ ni Fe ati Cr, eyiti o ni ibamu pẹlu awọn abajade ti itupalẹ XRD ti tẹlẹ. Siwaju ni idapo pelu Figure 2 ati Table 2, o le wa ni ri pe nigbati x = 2.5%, awọn microstructure ti awọn ti a bo ni a aṣọ equiaxed gara be. Nigba ti x = 5.0%, awọn microstructure ti a bo lati equiaxed kirisita to columnar dendrite be. Nigbati x = 7.5%, 10.0%, microstructure ti a bo ti yipada patapata si dendrite columnar. olusin 3 fihan EDS dada ọlọjẹ ati ipinpin eroja ti awọn apapo ti a bo nigba ti x = 5.0%, 10.0%. Ni idapọ pẹlu data ti o wa ninu Tabili 2, o le rii pe nigbati iye kekere ti awọn patikulu nano-TiB2 ba ṣafikun (x = 2.5%), ibora akojọpọ ṣe afihan ipinya Si ano ti o han gedegbe, ati pẹlu ilosoke akoonu TiB2, ipin ipin Si di irẹwẹsi ati nikẹhin duro lati jẹ aṣọ. Eyi jẹ nitori afikun ti TiB2 ṣe igbega atunkọ awọn solutes, ati pe eroja Ti ni itara to lagbara lati pin si aala ọkà. Inhomogeneity agbegbe yii jẹ ki ipin Ti lati ya sọtọ si aala ọkà ni pataki ju ipin Si lọ, eyiti o ṣe idiwọ ipinya ti ẹya Si si iye kan. Ni afikun, nigbati x = 2.5%, 5.0%, eroja B ti pin ni iṣọkan ni iṣọkan ni ibora akojọpọ nitori akoonu kekere rẹ. Pẹlu ilosoke ti akoonu TiB2, eroja B wa ni akọkọ ni irisi ipinya ni aala ọkà, eyiti o dinku iwọn ọkà siwaju.

2.3 Microhardness

Ipinpinpin ti microhardness ti ibora apapo pẹlu itọsọna ijinle jẹ afihan ni Nọmba 4. Ipin lile ti pin si awọn agbegbe mẹta: agbegbe cladding, agbegbe ti o kan ooru ati agbegbe sobusitireti. Ekun kọọkan ti yapa nipasẹ laini aami inaro ninu eeya naa. Microhardness ti agbegbe ti o kan ooru jẹ iwọn giga nitori cladding laser ni awọn abuda ti itutu agbaiye iyara ati imudara iyara. Ilana itutu agbaiye iyara lati ipo iwọn otutu ti o ga jẹ deede si quenching, eyiti o le mu líle dara si. Apapọ microhardness ti CoCrFeNiSi-xTiB2 (x = 2.5%, 5.0%, 7.5%, 10.0%) HEA ti a bo idapọmọra ati 40Cr sobusitireti jẹ HV342.98, HV404.13, HV460.51, HV547.11. Apo akojọpọ kọọkan jẹ awọn akoko 201.23, awọn akoko 1.7, awọn akoko 2.0, ati awọn akoko 2.0 ti sobusitireti, ni atele. 29 igba ati 2.72 igba. O le rii ni kedere lati Nọmba 4 pe pẹlu ilosoke ti akoonu ti awọn patikulu nano-TiB2, microhardness ti ibora akojọpọ pọ si ni diėdiė. Nigbati x = 2.5%, 5.0%, microhardness ti bo jẹ kekere. Awọn idi le pẹlu: ① Akoonu ti TiB2 ti a fi kun jẹ kekere, iṣeeṣe ti awọn ọta Ti o tuka sinu ojutu ti o lagbara ati rirọpo awọn ọta miiran tabi awọn ọta B ti nwọle si awọn aye lattice interstitial jẹ kekere, ipalọlọ irọlẹ jẹ kekere, ati agbara ojutu to lagbara ti o fa ko han gbangba; ② Nigbati x = 2.5%, 5.0%, akoonu ti FCC ipele ti o tobi ju ti BCC ipele, awọn ductility ti FCC alakoso jẹ ti o ga, ṣugbọn awọn oniwe-agbara ni kekere ju ti BCC alakoso. Nigbati x = 7.5%, 10.0%, microhardness ti bo jẹ kekere. Awọn microhardness ti awọn ti a bo jẹ jo kekere. Nigbati x = 8.5%, 11.0%, 12.0%, 14.0%, 16.0%, 18.0%, 19.0%, 20.0%, 21.0%, 23.0%, 24.0%, 26.0%, 27.0%, 28.0%, 29.0% 24.0%, 26.0%, 27.0 … Nigbati x = 28%, microhardness ti ibora akojọpọ jẹ iwọn giga. Eyi jẹ nitori pe pẹlu ilosoke ti nano-TiB2 akoonu, ipele FCC yipada si eto alakoso BCC, ati akoonu eto ipele BCC ninu ibora akojọpọ jẹ iwọn giga; pẹlu ilosoke ti awọn eroja Ti ati B, awọn ọta Ti pẹlu radius ti o tobi ju tu sinu ojutu ti o lagbara ati rọpo awọn ọta miiran ki o wa ni ipo lattice, lakoko ti awọn ọta B gba awọn aye interstitial ninu lattice bi awọn ọta interstitial. Ipa apapọ ti awọn mejeeji yori si ipalọlọ aiṣan ti o lagbara, eyiti o mu iwọn ti okun ojutu to lagbara. Nigba ti x = 10.0%, awọn intermetallic yellow CrB ti wa ni ti ipilẹṣẹ ninu awọn akojọpọ ti a bo, Abajade ni pipinka okun ti a bo. Imudara iyara lakoko cladding lesa tun ṣe iranlọwọ lati ni ilọsiwaju solubility ati mu ipa ipa agbara ojutu to lagbara. Ni afikun, awọn ifihan ti B ano išakoso awọn ọkà iwọn ti awọn ti a bo, refines awọn oka, mu ki awọn nọmba ti ọkà aala, ati awọn ọkà aala mu ipa kan ninu idilọwọ awọn ronu ti dislocations, ki awọn ti a bo ifihan ga microhardness. Gẹ́gẹ́ bí ìgbékalẹ̀ Hall-Petch Hg = H0 + kd1/2, líle ìbòrí náà jẹ́ ìwọ̀n ìyípadà sí ìwọ̀n ọkà náà.

2.4 Ikọju ati awọn ohun-ini wọ

2.4.1 Fraction olùsọdipúpọ ati ki o wọ àdánù làìpẹ

Nọmba 5 n ṣe afihan onisọdipúpọ edekoyede (COF) ti CoCrFeNiSi-xTiB2 HEA ibora akojọpọ, eyiti o ṣe afihan awọn ipele oriṣiriṣi meji: ipele ti nṣiṣẹ-sinu ati ipele yiya iduroṣinṣin. Ni ipele ti nṣiṣẹ, bata ija Si3N4 bọọlu seramiki akọkọ kan si oju ti Layer cladding. Lakoko ija ati wọ, idoti wọ yoo jẹ ipilẹṣẹ lori dada ti Layer cladding, ati edekoyede olubasọrọ ojuami yoo waye, ti o mu abajade riru ati alekun iye-iye edekoyede ni pataki. Pẹlu ilosoke akoko yiya, agbegbe ifarakanra ikọlu diėdiė pọ si ati di ijakadi oju-ọna oju, ṣiṣe eto ikọlu lati jẹ iduroṣinṣin ati tẹ ipele yiya iduroṣinṣin. Ni ipele yii, COF ti CoCrFeNiSi-xTiB2HEA ti o ni idapọpọ ti o wa laarin 0.67 ati 0.72, ti o nfihan pe akoonu ti awọn patikulu nano-TiB2 ko ni ipa diẹ lori COF ti abọpọ apapo ni ipele ti o duro. Iru awọn iyalenu ni a ti rii ninu awọn ijabọ iṣaaju. Olusin 6a fihan apapọ iyeida iyeida laarin awọn sobusitireti ati awọn akojọpọ ti a bo. O le rii pe COF ti ibora apapo jẹ kekere ju ti sobusitireti 40Cr. Nọmba 6b ṣe afihan iwuwo pipadanu yiya ti sobusitireti ati ibora akojọpọ. O le rii pe ibora apapo pẹlu afikun ti awọn patikulu nano-TiB2 ṣe ilọsiwaju ija-ija ati wọ awọn ohun-ini ti sobusitireti. Nigbati x = 10.0%, iwuwo pipadanu yiya ti ibora akojọpọ dinku nipasẹ 88% ni akawe pẹlu sobusitireti.

2.4.2 Wọ iwọn didun ati wọ

Lati le ṣawari siwaju sii wiwa resistance ti sobusitireti ati ibora apapo, itupalẹ profaili onisẹpo mẹta ti awọn ami yiya ti awọn apẹẹrẹ ni a ṣe, ati maapu profaili 3D ati yiya profaili ti sobusitireti ati ibora ni a fa jade, bi a ṣe han ni Nọmba 7. Ti a ṣe afiwe pẹlu sobusitireti, iwọn wiwọ ati ijinle ti ibora ti dinku si awọn iwọn oriṣiriṣi- pẹlu ilosoke ti akoonu nano2. Awọn agbegbe agbekọja ti awọn aleebu yiya ti sobusitireti 40Cr ati CoCrFeNiSi-xTiB2 (x = 2.5%, 5.0%, 7.5%, 10.0%) jẹ 5 696.85, 1 250.10, 1 233.45, 1 μm122.02, ni atele, o nfihan pe agbegbe apakan-agbelebu ti awọn aleebu yiya ni awọn aṣọ wiwọ dinku dinku pẹlu ilosoke ti akoonu TiB770.74, ati iwọn wiwọ ti o baamu tẹsiwaju lati dinku. Lilo agbekalẹ (2) lati ṣe iṣiro oṣuwọn yiya ti ibora, Nọmba 2 n ṣe afihan iwọn yiya ati iwọn yiya ti sobusitireti 2Cr ati CoCrFeNiSi-xTiB8 (x = 40%, 2%, 2.5%, 5.0%). Awọn iwọn wiwọ wọn jẹ 7.5 10.0, 0.056 97, 0.012 50, 0.012 33, ati 0.011 22 mm0.007, lẹsẹsẹ, ati awọn oṣuwọn yiya jẹ 71 3 × 39.561-5, 10 6 × 8.681-3, 10, 6 × 8.565-6, 10. 6× 7.791-8, ati 10 6× 5.352-4 mm10 · N-6 · m-3, lẹsẹsẹ. Aṣa ti ija edekoyede ati iṣẹ ṣiṣe aṣọ ti a bo ni ibamu pẹlu aṣa ti microhardness, ti o nfihan pe líle giga ni gbogbogbo pẹlu atako yiya to dara julọ. Nigbati x = 1%, ti a bo ni ijinle yiya ti o kere julọ, iwọn didun ati iwọn yiya, ti o nfihan pe ideri naa ni o ni idaabobo ti o dara julọ nigbati x = 1%.
Wo agbekalẹ (2) ninu eeya, nibiti: W jẹ oṣuwọn yiya, Vloss ni iwọn didun yiya, FN ni ẹru, ati H jẹ ijinna sisun lapapọ.

2.4.3 Wọ dada mofoloji

Mofoloji dada yiya ti apẹẹrẹ jẹ afihan ni Nọmba 9, eyiti o ṣe afihan siwaju ilana yiya ti o ni ibatan si sobusitireti ati ibora akojọpọ. Nọmba 9a jẹ mofoloji aleebu yiya ti sobusitireti 40Cr. Iyatọ ṣiṣu ti o han gbangba ni a fihan lori dada sobusitireti. Nọmba nla ti awọn ọfin peeling ati awọn fẹlẹfẹlẹ adhesion ni a le ṣe akiyesi pẹlu itọsọna sisun. Awọn idoti yiya ti ipilẹṣẹ faramọ dada yiya. Ni akoko kanna, pẹlu iṣe ti agbara ikojọpọ, adhesion Layer ti wa ni akoso lori dada aleebu yiya. Nitori microhardness kekere ti sobusitireti, nigba sisun ni ibatan si orisii edekoyede, agbara ikojọpọ nfa abuku ṣiṣu rirẹ lori dada ayẹwo lẹgbẹẹ itọsọna sisun. Ibajẹ ṣiṣu nfa microcracks han labẹ aleebu yiya ti sobusitireti. Awọn microcracks faagun ati fọ, Abajade ni peeling pits ati delamination lori dada ti sobusitireti. Ni akoko kanna, nọmba kekere ti awọn furrows wa lori dada sobusitireti, ti o nfihan pe sobusitireti faragba yiya alemora pẹlu iye kekere ti yiya abrasive.

Olusin 9b-e ṣe afihan mofoloji aleebu yiya ti awọn aṣọ abọpọ pẹlu oriṣiriṣi awọn akoonu nano-TiB2. O le rii pe aleebu yiya ti pin si awọn ẹya meji: agbegbe grẹy dudu ati agbegbe grẹy ina. Nọmba 10 n ṣe afihan itupalẹ agbara spekitiriumu ti CoCrFeNiSi-10.0% TiB2 ayẹwo (ipo ibẹrẹ ni apa osi ti aleebu yiya). O le rii pe aṣa pinpin ti awọn eroja Si ati O ni agbegbe grẹy dudu jẹ deede, ati pe a le rii pe agbegbe grẹy dudu jẹ ohun elo afẹfẹ ti a ṣẹda nipasẹ apapo awọn eroja Si ati O. Nigbati bata edekoyede ba tun pada, idoti yiya oxide ti wa ni ipilẹṣẹ nigbagbogbo lori dada ti ibora akojọpọ. Awọn idoti yiya wọnyi ti wa ni idasilẹ lẹgbẹẹ itọsọna edekoyede atunṣe, ṣugbọn diẹ ninu awọn idoti ko le ṣe idasilẹ patapata ati pe wọn wa ni isunmọ nigbagbogbo ni awọn furrows tabi ni ẹgbẹ mejeeji ti awọn ami yiya, ti o n ṣe Layer oxide lori dada ti ibora apapo. Gẹgẹbi a ṣe han ni Figure 9b ati c, nigbati x = 2.5% ati 5.0%, awọn fifẹ fifẹ ati nọmba nla ti awọn ipele oxide han lori oju ti a bo, pẹlu nọmba kekere ti awọn pits spalling, ati awọn iwọn oriṣiriṣi ti ibajẹ ṣiṣu ni a le rii, ti o nfihan pe ẹrọ yiya jẹ abrasive ti o lagbara ati yiya ifoyina, ti o tẹle pẹlu yiya alemora. Nigbati x = 7. Nigbati x = 5%, o le rii lati olusin 9f pe dada ti a bo ni awọn furrows ti awọn ijinle oriṣiriṣi, eyiti o jẹ lasan yiya abrasive aṣoju. Nọmba awọn ipele oxide ni agbegbe grẹy dudu tun ti dinku ni pataki, ti o nfihan pe iwọn wiwọ oxidation ti dinku. Ni akoko kanna, o tun ṣe akiyesi pe nitori iṣipopada iṣipopada ti bata meji, iwọn nla ti ooru ija ti wa ni ipilẹṣẹ lati weld dada, ati asopọ micro-asopọ ti a ya ni pipa lati ṣe ifaramọ flaky ati awọn pits peeling, ti o nfihan pe ibora tun ni yiya alemora. O tọ lati ṣe akiyesi pe lakoko ijakadi ati ilana wọ, awọn bata meji ti npa apakan ti Layer oxide, nfa ki Layer oxide fọ ati gbejade iye nla ti idoti aṣọ. Nitori microhardness giga ti ibora, iye nla ti idoti yiya jẹ ki iṣipopada ibatan ti dada yiya lati yipada lati ikọlu sisun si edekoyede yiyi, nitorinaa idinku olùsọdipúpọ ija ti ibora si iye kan. O le rii lati Nọmba 9e pe nigbati x = 10.0%, nọmba awọn ipele oxide tẹsiwaju lati dinku, oju ti a bo jẹ didan, ati aijinile ati awọn furrows dín han, ti o wa pẹlu iye kekere ti awọn pits peeling, ti o nfihan pe ti a bo ni o ni diẹ abrasive yiya ati ifoyina yiya, de pelu kan kekere iye ti alemora yiya. Lati wiwo ti o gbooro ni apa ọtun ti Nọmba 9e, o le rii pe awọn idoti yiya ti o ta lati dada aṣọ jẹ kekere ni iwọn ati kekere ni nọmba, nitorinaa iṣipopada ojulumo ti dada yiya ti yipada si irọra sisun, eyiti o mu ki olusọditi ikọlu ti bo, eyiti o ni ibamu pẹlu aṣa ti apapọ olusọdipúpọ ifọrọhan ti ibora ni Nọmba 6a. Ní ṣókí, pẹ̀lú bí iye nano-TiB2 ṣe ń pọ̀ sí i, ọ̀nà ìfàmọ́ra pàtàkì ti ìbòrí àdàpọ̀ náà yípadà láti ìfàmọ́ra líle koko àti ìfàmọ́ra oxidation sí ìfàmọ́ra díẹ̀ àti ìfàmọ́ra oxidation, èyí tí ó fihàn pé fífi nano-TiB2 kún un mú kí ìdènà ìfàmọ́ra ti ìbòrí àdàpọ̀ náà sunwọ̀n síi ní pàtàkì.

2.5 Electrochemical ipata

2.5.1 Ìmúdàgba o pọju polarization ti tẹ

Nọmba 11 ṣe afihan awọn iṣipopada polarization agbara ti o ni agbara ti 40Cr matrix ati CoCrFeNiSi-xTiB2 (x = 2.5%, 5.0%, 7.5%, 10.0%) HEA idapọpọ idapọmọra ni 3.5% NaCl ojutu. Sobusitireti ati ibora akojọpọ ṣe afihan awọn ipinlẹ ti o jọra ni agbegbe cathode, ti o nfihan pe iyipada ninu akoonu ti nano-TiB2 awọn patikulu seramiki ko ni ipa lori apakan cathode ti te polarization. A aṣoju palolo Syeed han ni anode ekun. Awọn ite ti awọn passivation ibi ti tẹ ni ibatan si awọn ìyí ti Idaabobo fiimu pasivation. Nigba ti x = 7.5%, awọn ite ti awọn ti a bo passivation ibi ti tẹ jẹ awọn ti o tobi, ati Atẹle passivation waye ni akoko kanna, o nfihan pe awọn ti a bo nse kan denser passivation film nigba ti ipata ilana, eyi ti o mu awọn ipata resistance ti awọn passivation film.

Agbara ipata ti ara ẹni (Ecorr) ati iwuwo lọwọlọwọ ibajẹ (Icorr) ti CoCrFeNiSi-xTiB2 (x = 2.5%, 5.0%, 7.5%, 10.0%) HEA ti a bo idapọpọ idapọmọra ni a gba nipasẹ lilo Tafeel polarization curve extrapolation, gẹgẹ bi a ṣe han ni Tafeel 3. seese ohun elo naa, lakoko ti paramita kainetik Icorr le ṣe afihan iwọn ipata ti ohun elo naa [46-47]. Nigbati x = 7.5%, Icorr (1.252 × 10-4 A / cm2) ti abọpọ apapo jẹ kekere ju ti awọn ohun elo miiran lọ, ati Ecorr (-0.816 V) jẹ ti o tobi ju, ti o ga ju sobusitireti ati awọn ohun elo miiran, ti o nfihan pe CoCrFeNiSi-7.5% TiB2 resistance ni o ni idaabobo ti o dara julọ. Nipa fifiwera Icorr ati Ecorr ti awọn ohun elo miiran, o le rii pe idiwọ ipata ti CoCrFeNiSi-10.0% TiB2 ti o dara ju ti CoCrFeNiSi-2.5% TiB2 ati CoCrFeNiSi-5.0% TiB2. Lara awọn igbehin meji, iye Ecorr ti CoCrFeNiSi-2.5% TiB2 ti a bo tobi ju ti CoCrFeNiSi-5.0% TiB2, lakoko ti awọn iye Icorrr wọn jẹ aṣẹ kanna ti titobi, nitorinaa ipata ipata ti CoCrFeNiSi-2.5% TiB2 ti a bo jẹ diẹ dara julọ. O yẹ ki o ṣe akiyesi pe idiwọ ipata ti gbogbo awọn aṣọ CoCrFeNiSi-xTiB2 dara ju ti 40Cr, ti o nfihan pe awọn aṣọ CoCrFeNiSi-xTiB2 ti mu agbara lati koju ifọle Cl-intrusion ati pe o ni aabo ipata to dara. Idaabobo ipata ti sobusitireti ati ideri kọọkan ti wa ni ipo bi CoCrFeNiSi-7.5% TiB2> CoCrFeNiSi-10.0%. 0% TiB2>CoCrFeNiSi-2. 5% TiB2>CoCrFeNiSi-5. 0%TiB2>40Kr.

2.5.2 Electrochemical ikọjujasi onínọmbà

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) jẹ ohun elo ti o munadoko fun ikẹkọ iṣẹ ipata ati ẹrọ ipata. O ṣe afihan awọn abuda akopọ igbekale ti wiwo elekiturodu nipa ifiwera alaye kainetik rẹ ati ihapola. Awọn eeya 12a ati 12b jẹ awọn aworan atọka Nyquist ati Board ti sobusitireti ati CoCrFeNiSi-xTiB2 HEAs ibora akojọpọ. Gẹgẹbi a ti le rii lati Nọmba 12a, iṣipopada Nyquist ti apẹẹrẹ jẹ semicircular, eyiti o jẹ nitori gbigbe idiyele lori dada orisirisi. Awọn ẹkọ-ẹkọ ti fihan pe bi iwọn ila opin olominira ti o tobi si, yoo dara julọ resistance ipata. Awọn iwọn ila opin olominira ti aworan atọka Nyquist jẹ x = 7.5%, x = 10.0%, x = 2.5%, x = 5. 0%, 40Cr, ti o nfihan pe iye ti o yẹ ti awọn patikulu TiB2 le ṣe imunadoko imunadoko ipata resistance ti ibora ni 3.5% NaCl ojutu. Ninu aworan atọka Bode, modulus impedance Z le ṣe afihan iwọn ti ayabo Cl. Ti o tobi ni iye Z, o kere si iwọn ti ayabo Cl. Ni agbegbe aarin-igbohunsafẹfẹ (1-103 Hz) ti Nọmba 12, logarithm ti modulus impedance ati igbohunsafẹfẹ fihan ibatan laini pẹlu ite ti o kere ju -1. Ni igbohunsafẹfẹ ti o wa titi ti 0.1 Hz, iye Z jẹ isunmọ dogba si iye ti resistance polarization (RP). Ti o tobi RP, ni iṣoro diẹ sii ni ayẹwo ni lati jẹ ibajẹ [51]. Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 12b, ni f = 10-2 Hz, iye Z ti a bo pẹlu x = 7.5% jẹ eyiti o tobi julọ, eyiti o tọka si pe ipata ipata ti fiimu palolo lori aaye ti a bo jẹ ti o ga julọ nigbati x = 7.5%. Ni agbegbe igbohunsafẹfẹ giga ti 104-105 Hz, igun alakoso sunmọ odo, ti o nfihan pe resistance ojutu jẹ kekere. Ni iwọn igbohunsafẹfẹ alabọde, igun alakoso ti gbogbo awọn ohun elo ko de 90 °, ti o nfihan pe ifunra naa ni ẹya-ara "ologbele-adaptive", ti o nfihan pe fiimu passivation ti o wa lori iboju ti a bo ni diėdiė yipada sinu Layer capacitance mimọ pẹlu iṣẹ idabobo to dara, eyiti o ni ipa aabo to dara lori ibora naa. Lati le ṣe iṣiro ilana ipata ti ibora, a ṣe atupale iwoye EIS nipa lilo iyika deede. Bi o han ni Figure 12c, Rs ni ojutu resistance, Rf ni awọn ipata ọja film resistance, Rct ni idiyele gbigbe resistance ti elekiturodu, ati ki o kan ibakan alakoso ano (CPE) ti lo lati isanpada fun awọn ti kii-uniformity ti awọn eto (dada roughness ati dada abawọn), eyi ti o wa CPE1 ati CPE2 lẹsẹsẹ. O le rii ni kedere lati Tabili 4 pe nigbati x = 7.5%, Rct ati Rf jẹ eyiti o tobi julọ, eyiti o tun fihan pe ibora pẹlu x = 7.5% ni o ni aabo ipata to dara julọ. Ni akojọpọ, sobusitireti ati ibora kọọkan ni resistance ipata to dara ni 3.5%. Idaabobo ipata ni 5% NaCl ojutu ti wa ni ipo bi CoCrFeNiSi-7.5% TiB2> CoCrFeNiSi-10.0% TiB2> CoCrFeNiSi-2.5% TiB2> CoCrFeNiSi-5.0% TiB2> 40Cr, eyiti o ni ibamu pẹlu awọn abajade ti iṣelọpọ agbara agbara.

2.5.3 Ibajẹ dada mofoloji

Nọmba 13 ṣe afihan imọ-ẹda ipata elekitiroki ti 40Cr sobusitireti ati ibora akojọpọ. O le rii ni kedere pe oju ti 40Cr jẹ ti o ni inira, iwọn ibajẹ jẹ pataki julọ, ati awọn pitting pitting han. Eyi jẹ nitori pe awọn eroja Cr diẹ sii wa lori dada ti 40Cr, fiimu passivation ti a ṣẹda jẹ aidọgba, Cl-fọwọkan apakan alailagbara ti fiimu passivation, o si ṣe awọn chlorides tiotuka nipasẹ oju fiimu, ti o yorisi hihan awọn pitting pits. x = 2.5%, 5.0%. Nigbati x = 0.0% ati 10.0%, oju iboju ti o ni idapọpọ jẹ didan ju ti 40Cr sobusitireti, ati pe iye kekere ti awọn ọfin ipata ti awọn iwọn oriṣiriṣi han lori awọn aaye mejeeji. Nigbati x = 7.5%, dada ti a bo jẹ dan ati pe ko si awọn ọfin ipata ti o han, eyiti o tọka si pe CoCrFeNiSi-7.5% TiB2 ti a bo ni aabo ipata to dara. O tọ lati ṣe akiyesi pe nigbati akoonu TiB2 ba pọ si 10.0%, idena ipata ti ibora dinku dipo. Eyi jẹ nitori afikun afikun ti TiB2 nyorisi awọn eroja B diẹ sii ninu ibora. Lati iṣiro XRD ni Nọmba 1, o le rii pe idapọ intermetallic CrB ti wa ni ipilẹṣẹ ni wiwa pẹlu x = 10.0%, eyi ti o mu ki aiṣe-aṣọkan ti fiimu pasifimu dinku ati dinku ipata ipata ti fiimu passivation ni ojutu NaCl; awọn intermetallic yellow CrB yoo ṣe a microbattery ninu awọn ti a bo, nfa galvanic ipata. Nitoribẹẹ, idena ipata ti ibora pẹlu x = 10.0% dara ju ti abọ pẹlu x = 7.5%. 5% ti a bo ti dinku.

Awọn ipinnu 3

(1) Ṣafikun awọn patikulu nano-TiB2 si ibora CoCrFeNiSi HEA le ni imunadoko ni idinku iwọn apapọ ọkà ti ibora ati ṣatunṣe eto ọkà ti ibora akojọpọ. Awọn akojọpọ alakoso ti CoCrFeNiSi-xTiB2 HEA ti a bo ni FCC alakoso, BCC alakoso ati CrB boride. Ti ati B awọn ọta tu ni ojutu ti o lagbara, ati pe iṣẹ apapọ ti awọn mejeeji yori si ipalọlọ aiṣan nla. Lati microstructure, o le rii pe pẹlu ilosoke ti akoonu TiB2, awọn iyipada igbekalẹ ti a bo lati awọn kirisita equiaxed si awọn dendrites columnar. Ni akoko kanna, afikun ti TiB2 ṣe idiwọ ipinya ti awọn eroja Si ni awọn aala ọkà.

(2) Awọn microhardness ti awọn ti a bo ti wa ni daadaa ni ibamu pẹlu awọn TiB2 akoonu. Nigbati x = 10. 0%, aropin microhardness ti ibora de iye ti o pọju ti HV547. 11, ti o jẹ nipa 2. 72 igba. Ilọsiwaju ti microhardness jẹ abajade ti ipa apapọ ti imuduro ojutu ti o lagbara, okun pipinka ati okun ọkà to dara. Iduro wiwọ ti ibora pọ si pẹlu ilosoke ti akoonu TiB2. Nigbati x = 10.0%, iwuwo pipadanu yiya jẹ eyiti o kere julọ, ti o de 0.13 mg, eyiti o jẹ 88% kere si ti sobusitireti. Iwọn yiya ti ibora tun dinku pẹlu ilosoke ti TiB2. Ilọsoke ti TiB2 ṣe ayipada ẹrọ yiya akọkọ ti ibora lati yiya abrasive ti o lagbara ati yiya ifoyina si yiya abrasive diẹ ati yiya ifoyina.

(3) Ni ibamu si awọn polarization ti tẹ ati EIS ibamu awọn esi, awọn ilosoke ti TiB2 akoonu patiku le fe ni mu awọn ipata resistance ti awọn ti a bo. Ilọsiwaju ti ipata resistance ti awọn ti a bo jẹ o kun nitori awọn Atẹle passivation ti awọn ti a bo nigba ti ipata ilana, eyi ti o nse a denser pasivation fiimu ati ki o mu awọn agbara lati koju Cl- ayabo. Lara wọn, CoCrFeNiSi-7.5% TiB2 ti a bo ni o ni ipata ti o dara julọ.