[发明专利]一种低温性能良好的耐蚀中熵合金激光熔覆涂层制备方法

说明书

本发明公开了一种低温性能良好的耐蚀中熵合金激光熔覆涂层制备方法，涉及金属材料表面改性领域，包括以下步骤：1)中熵合金的成分设计：中熵合金的成分为Cr、Co、Ni，其原子百分比为：Cr20‑50％，Co20‑50％，Ni20‑50％，总的百分比为100％；2)中熵合金的预处理：将中熵合金熔炼后采用雾化的方式得到粉体；3)熔覆基体预处理：将熔覆基体表面打磨光滑，并清洗干净，吹干；4)激光熔覆：采用激光器结合送粉法将中熵合金熔于熔覆基体表面，得到中熵合金激光熔覆涂层。本发明制备的中熵合金激光熔覆涂层具有良好的低温力学性能以及耐腐蚀性能，熔覆层冶金质量良好，组织分布均匀，且涉及的元素较少，配置简单，适用性广，使用方便、高效。

技术领域

本发明涉及金属材料表面改性领域领域，尤其涉及一种低温性能良好的耐蚀中熵合金激光熔覆涂层及其制备方法。

背景技术

传统合金主要以一种或两种元素为主，然后加入其他微量元素以改善合金组织结构及性能，如铁碳合金、铝合金、铜合金等。添加合金元素可以改善合金的强度、韧性、耐腐蚀性能、耐磨性以及电磁学特性等诸多性能指标，使其满足工程需要。但是加入过多的合金元素种类常常会导致体系中生成复杂的脆性非晶态金属间化合物，使得合金性能被恶化，因此，传统合金设计思路一直被局限于单一主元这一模式。

多组元合金是冶金学研究的一种新型合金设计领域，与传统合金不同，多组元合金是由3-6种金属元素等摩尔比或近等摩尔比组成的合金，这为设计具有良好机械性能的新型材料提供了广阔的组成空间。其中，高熵合金和中熵合金在科学界引起了广泛关注，因为它们具有“扩散阻滞”等效应，可以理想的显示简单的组织结构并且性能由排列在单个晶格中的多种元素共同决定，并因此展现出许多特殊性能，如良好的强度和韧性、高温强度、耐磨性、耐腐蚀等。

CrCoNi中熵合金作为最早提出的中熵合金，具有和同为FCC型晶体结构的高熵合金同样优异的低温力学性能，且强韧性匹配较FCC型高熵合金更高。目前，国内专家对此做过大量研究，但多局限于提高性能，制备方法多为铸造，使得中熵合金的应用受到一定限制。中国发明专利CN 108866417 A利用在中熵合金CoCrNi体系中加入Mn元素来提高抗拉强度和延伸率。中国发明专利CN108998714 A.利用真空熔炼面心立方(FCC)单相CoCrNi母合金-真空熔炼体心立方(BCC)单相AlTiNi中间合金，母合金和中间合金重熔吸铸-均匀化退火-时效处理-固溶处理获得FCC+BCC双相中熵合金。

激光熔覆技术是一种新型的表面改性和增材制造技术，利用高能激光束将熔覆材料与基体表层材料同时熔化和冷却凝固，具有精密可控、对基体材料影响小、熔覆层与基体冶金结合牢固等特点，从而广泛应用于科学研究和工业生产中。将中熵合金引入材料表面领域，将其优异性能用于材料表面改性，具有十分重要的现实意义，可以大大拓展中熵合金在工业领域的应用范围，延长其服役寿命，降低全周期成本。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种低温性能良好的耐蚀中熵合金激光熔覆涂层制备方法，使中熵合金涂层具有良好的低温力学性能以及耐腐蚀性能，熔覆层冶金质量良好，组织分布均匀，且涉及的元素较少，配置简单，适用性广，使用方便、高效。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何制备一种低温性能良好的耐蚀中熵合金涂层，且涉及的元素较少，配置简单，适用性广，涂层与基体结合牢固，制备方法简便、可控。

为实现上述目的，本发明提供了一种低温性能良好的耐蚀的中熵合金激光熔覆涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)、中熵合金的成分设计：所述中熵合金的成分为Cr、Co、Ni，其原子百分比为：Cr20-50％，Co 20-50％，Ni 20-50％，总的百分比为100％；

(2)、所述中熵合金的预处理：将所述中熵合金熔炼后采用雾化的方式得到粉体；

(3)、熔覆基体预处理：将所述熔覆基体表面打磨光滑，并清洗干净，吹干；