目前基于“焓”概念的传统合金材料设计理念趋于极限,而基于“熵”概念设计的新型金属材料,高、中熵合金和非晶合金,颠覆了传统的材料设计思想并在性能上不断取得突破,而由等原子比第一代高熵合金发展而来的非等原子比多相第二代高熵合金,合金的设计自由度更大、性能上的“鸡尾酒”效应发挥更充分,使其具有高强和高耐蚀性等,且弥补了亚稳态材料室温脆性以及亚稳晶化的不足。本文采用磁悬浮熔炼-负压铜模吸铸法,制备出单相Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8和两相Fe54.1Mn23.2Si9.1Cr9.8C3.8两种Mn含量不同的中熵合金,以AISI304为对比材料,研究合金在1mol/L HCl和1mol/L Na OH溶液中的腐蚀行为,研究了不同时长中性盐雾腐蚀的腐蚀现象及腐蚀产物,探究成分-组织-性能的关系。选择耐蚀性能较好的Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8中熵合金,分别添加1%的Ag、Cu、Ce元素,研究Ag、Cu、Ce对合金熵、焓、原子尺寸差等热力学参数,组织结构、硬度的影响,在1mol/L HCl和1mol/L Na OH中进行电化学腐蚀,分析成分-组织-性能之间的关系,总结合金的耐蚀性能的规律及影响因素。研究表明,Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8和Fe54.1Mn23.2Si9.1Cr9.8C3.8合金的熵值分别为1.14R和1.31R,属于中熵合金。x=14时合金组织为FCC结构,x=23.2时合金组织为FCC+HCP结构,元素在合金中分布均匀。Fe54.1Mn23.2Si9.1Cr9.8C3.8的δ较大,晶格畸变能大,表现为综合力学性能优良,硬度最大可达650.26 Hv,断裂强度为2332 MPa,屈服强度为1526 MPa。两种中熵合金在1mol/L HCl和1mol/L Na OH溶液中的耐蚀性均优于AISI304,Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8合金耐蚀性最佳,Mn元素含量增加,腐蚀过程中发生原子置换迁移,腐蚀产物存在含Mn的氧化物,具有耐蚀性的Cr含量减少,氧化膜更容易被破坏。HCl中的H+和Cl-对氧化膜持续侵蚀,合金表面腐蚀痕迹较重。在1mol/L HCl中Ecorr为-0.586 V,Icorr为7.908×10-8A·cm-2,Rp为5.1775×106Ω·cm2。Na OH溶液中合金表面局部地方出现腐蚀坑洞。在1mol/L Na OH溶液中Ecorr为-0.465 V,Icorr为7.023×10-8A·cm-2,Rp为6.7545×105Ω·cm2。进行0、48、120、240、480 h的盐雾腐蚀,随着盐雾腐蚀实验时间的延长,合金的受测面均开始产生腐蚀,240 h时合金表面均可观察到明显的腐蚀痕迹,当进行到480 h时,Fe54.1Mn23.2Si9.1Cr9.8C3.8及AISI304合金腐蚀严重,有明显的腐蚀坑出现。腐蚀失重曲线表明盐雾腐蚀实验后期腐蚀速率更大,XPS总谱分析可知,Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8的谱图位于下方,所激发出的能量比较小能更快形成钝化膜。对Fe2p、Mn2p、Cr2p的分峰XPS图谱显示,腐蚀产物大致相同,耐蚀性主要来源于Cr形成的化合物。0 h和480 h的试样在3.5%Na Cl溶液的电化学腐蚀研究表明,盐雾腐蚀表面含Cr的钝化膜对内部合金具有保护的作用。480h的Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8中熵合金Ecorr为-0.367 V,Icorr为2.860×10-8 A·cm-2,Rp为2.535×106Ω·cm2,耐蚀性最佳。添加1%的Ag、Cu、Ce元素后合金熵值在1R～1.5R之间,属于中熵合金的范畴,混合焓为负,原子尺寸差、电负性差及价电子浓度值都较小,形成单一FCC结构。(Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8)99Ce1合金δ最大,晶格畸变能大,Ce对熔体净化作用及晶粒细化作用使其综合力学性能最佳,断裂强度为2815 MPa,屈服强度为854 MPa,塑性应变为22.89%,硬度最大可达658.4 Hv。合金体系的能量较低,晶粒较细,稀土Ce在表面富集,所以腐蚀后形成致密且均匀的钝化膜。(Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8)99Cu1中富Cu相和富Cr相形成微小原电池,富Cu相会优先发生腐蚀,Cu恶化合金的耐蚀性能。(Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8)99Ce1合金的在1mol/L HCl和Na OH溶液耐蚀性能均为最优,1mol/L HCl中自腐蚀电位为Ecorr为-0.443 V,Icorr为8.436×10-9A·cm-2,Rp电阻为5.2571×106Ω·cm2。在1mol/L Na OH溶液中自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.379 V,4.226×10-8A·cm-2,极化阻值为4.7376×107Ω·cm2。