等离子弧粉末原位合金化增材制造高熵合金微观

研究背景与问题

本研究背景聚焦于船舶螺旋桨材料的革新。传统船舶螺旋桨通常采用高强度的传统金属材料，然而这些材料在耐腐蚀性、耐磨性和抗疲劳性能等方面存在局限性。为了克服这些局限性，寻求替代材料成为研究热点。高熵合金因其独特的结构和优异的性能，被认为是理想的替代材料。然而，高熵合金的制备和加工方法尚未得到充分研究。本研究旨在探究利用等离子弧粉末增材制造技术原位制备FeCoCrNiMo_x(x=0, 0.2, 0.5, 0.8)高熵合金，并研究Mo含量对合金组织与性能的影响，为高熵合金在船舶螺旋桨制造中的应用提供理论依据。

研究方法

本研究采用等离子弧粉末增材制造技术原位制备FeCoCrNiMo_x高熵合金。首先，通过粉末冶金方法制备不同Mo含量的FeCoCrNiMo_x粉末，然后利用等离子弧粉末增材制造设备进行原位合金化增材制造。在制备过程中，通过调整Mo含量、制造参数等，研究Mo含量对合金组织与性能的影响。同时，采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等先进手段对合金微观组织进行分析，并通过力学性能测试评估合金的力学性能。

核心结果

研究结果表明，微量Mo(x=0.2)的加入对FeCoCrNiMo_x高熵合金的微观组织和力学性能具有显著影响。Mo的加入使得合金的晶粒尺寸细化，晶界增多，从而提高了合金的硬度和强度。同时，Mo的加入使得合金的耐磨性能得到改善，特别是在低应变速率下，合金的磨损量明显降低。此外，Mo的加入还对合金的耐腐蚀性能产生了积极影响，使得合金在海水环境中表现出良好的耐腐蚀性能。

结论与意义

本研究通过等离子弧粉末增材制造技术原位制备FeCoCrNiMo_x高熵合金，系统研究了Mo含量对合金组织与性能的影响。结果表明，微量Mo的加入可以有效提高FeCoCrNiMo_x高熵合金的力学性能和耐腐蚀性能。本研究为高熵合金在船舶螺旋桨制造中的应用提供了理论依据和技术支持，对推动船舶螺旋桨材料革新具有重要意义。此外，本研究结果为高熵合金在其他工程领域的应用提供了参考，有助于推动我国高熵合金产业的发展。

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