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高熵合金由于具有高强度、良好的耐腐蚀、优异的耐磨以及抗高温氧化性越来越受到研究者的青睐,具有极大的应用潜力。但块状高熵合金在制备过程中易出现内应力大、成分偏析等缺陷,势必会对合金的性能造成不良影响。激光表面重熔(LSM)是近年来出现的一种先进载能束表面改性技术,其通过激光束的热作用来改变基体材料的相组成和结构,可以对表面以下薄层中的结构进行改性,从而达到表面性能强化的目的。本课题利用LSM改性技术对具有不同简单固溶体相的CoCrFeNiAlx(x=0.1,0.5,1)系高熵合金的组织结构进行调控,系统地研究了激光处理前后合金的相结构、微观形貌及组成成分的演变规律,并测试了激光改性前后样品表面的显微硬度、磨损行为、耐腐蚀性以及抗高温氧化性能。经过激光重熔处理后,XRD分析结果表明样品表现出单一的FCC相(CoCrFeNiAl0.1和CoCrFeNiAl0.5)和BCC+B2相(CoCrFeNiAl1)结构。OM和SEM的表征结果表明,随着Al含量的不断增加,凝固结构会从柱状晶胞转变成柱状枝晶,最终转变为等轴枝晶。LSM处理后,元素成分更加接近名义成分且晶粒组织细化,合金表面形成连续致密的重熔层,且随着Al含量的增加,重熔层的厚度也逐渐增加。EBSD分析显示LSM处理后的CoCrFeNiAl0.1的组织更加均匀,晶粒的取向更加随机;CoCrFeNiAl0.5的晶体组织更细化且晶粒取向为(101);CoCrFeNiAl1晶体在激光处理后沿(001)、(101)和(111)方向择优生长。TEM分析结果显示,经过激光表面重熔后,CoCrFeNiAl0.1中形成了位错结构,表现出具有FCC结构的单相固溶体;CoCrFeNiAl0.5表面层产生了大量高密度位错,同时在晶粒内部发现了BCC沉淀,合金表面形成了枝晶间和枝晶两个区域;CoCrFeNiAl1形成了以B2为基的BCC结构,改性层内也显现出高密度位错结构,而且还分布着球形纳米弥散相B2相。LSM处理提高了三种高熵合金的显微硬度和摩擦磨损性能,其中CoCrFeNiAl1合金在激光处理之后达到了541.5HV的最高平均硬度。Al原子引起的固溶强化、高密度的缺陷结构、重熔后的晶粒细化以及纳米级B2相和BCC相引起的弥散强化均对材料表面的硬度和耐磨性起到了重要作用。腐蚀性能测试结果显示,激光处理后的CoCrFeNiAl0.1抗腐蚀性最优。LSM处理诱发表面形成的致密重熔层结构、成分均质化以及沉淀相牺牲阳极的保护作用都有利于提高高熵合金的耐腐蚀性。抗氧化性能测试结果表明,LSM处理后,随着Al含量的增加,抛物线速度常数kp值逐渐变低且都低于处理前。CoCrFeNiAl0.1形成了连续均一的Cr2O3氧化层;CoCrFeNiAl0.5样品在表面形成了外层Cr2O3氧化膜和内层Al2O3沉淀;CoCrFeNiAl1样品在整个区域上形成均匀致密的单一Al2O3氧化层。三种合金氧化100h的氧化膜厚度分别约为5μm、4μm、3μm。激光重熔后抗氧化性提高的原因主要是合金表层形成了致密的重熔层、合金表面的元素呈均匀化分布以及重熔层表面组织的细化。