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高熵合金也称多主元合金,具有较大的混合熵和比传统合金更优异的性能,是近年来金属材料领域的研究热点之一。45#钢有广泛的应用,但硬度低、不耐磨,在船舶等海洋环境条件下使用时易腐蚀而导致失效。本文采用激光熔覆的方法对45#钢表面进行激光改性处理,制备不同元素的CoCrFeNiMx(M=Al、Mo、Ti、B;x=0.5,1,1.5)高熵合金涂层,并进行退火处理(700 oC×5 h、900 oC×5 h、1100 oC×5 h)后使用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射和电化学测试分析,研究了高熵合金涂层的显微组织、硬度、耐腐蚀性能。研究结果表明,CoCrFeNiMx高熵合金涂层相组成结构主要是FCC相+少量BCC相。Al、Ti元素的加入可以促进BCC相的形成。Co Cr Fe Ni Bx高熵合金涂层的显微组织主要为枝晶组织,枝晶间组织主要是(Fe,Ni)固溶体和少量的MxB相的共晶组织。Co Cr Fe Ni Mox高熵合金的涂层组织主要是树枝状结构和少部分等轴晶结构,Mo元素含量的增加会促使部分组织结构转变为等轴晶。Co Cr Fe Ni Alx高熵合金涂层主要是由等轴晶和枝晶间组成,Al元素的加入促使涂层由原有的单相FCC结构向双相FCC+BCC结构的转变。Co Cr Fe Ni Tix高熵合金涂层组织主要为枝晶组织和少量等轴晶,相组成结构主要是FCC+IMC。退火处理可以改变合金涂层的晶体结构,其中Co Cr Fe Ni Mox和Co Cr Fe Ni Alx高熵合金涂层在退火处理后均出现了σ相。CoCrFeNiMx高熵合金涂层在退火后仍保持较细显微组织。CoCrFeNiMx高熵合金涂层显微硬度均明显高于45#钢基体。随着Al、Mo、Ti、B元素含量的增加,涂层的硬度逐渐增加。在Co Cr Fe Ni Bx系列中,Co Cr Fe Ni B1.5高熵合金涂层的硬度最高,700 oC退火下的硬度为730 HV。在Co Cr Fe Ni Alx系列中,Co Cr Fe Ni Al0.5高熵合金涂层的硬度最高,900 oC退火下的硬度为566 HV。Co Cr Fe Ni Mox和Co Cr Fe Ni Tix高熵合金涂层均在900 oC退火后有最高的硬度。其中Co Cr Fe Ni Mo1.5高熵合金涂层在900oC退火后的硬度最高,为925 HV;Co Cr Fe Ni Ti1.5高熵合金涂层在900 oC退火后的硬度最高,达到了1144 HV,是45#钢基体硬度的5倍左右。表明退火处理可以显著提高高熵合金涂层的硬度,CoCrFeNiMx高熵合金表现出良好的抗高温退火软化性能。经过退火处理的CoCrFeNiMx合金涂层在3.5%的Na Cl溶液中有良好的耐腐蚀性能,所有合金涂层的耐腐蚀性能明显优于45#钢。1100 oC退火后的Co Cr Fe Ni Al0.5、Co Cr Fe Ni Al1.0和Co Cr Fe Ni Mo1.0高熵合金涂层在3.5%Na Cl溶液中有较好的耐腐蚀性能。其中Co Cr Fe Ni Mo1.0高熵合金有着比304不锈钢更高的腐蚀电位和相当的自腐蚀电流密度;900 oC退火下的Co Cr Fe Ni Ti0.5和Co Cr Fe Ni Ti1.5高熵合金涂层的腐蚀电位最高,分别为-0.396 V和-0.398 V。其中Co Cr Fe Ni Ti0.5合金涂层的腐蚀电流密度为5.349×10-7 A·cm-2,比45#钢低3个数量级,表现出最佳的耐腐蚀性能。高熵合金涂层腐蚀类型主要是均匀腐蚀和局部腐蚀。