Las aleaciones de alta entropía (HEA) son un nuevo tipo de material estructural compuesto por cinco o más elementos en proporciones atómicas prácticamente iguales, que presentan características como el efecto de alta entropía, el efecto de distorsión reticular, el efecto de difusión lenta y el efecto cóctel. La tecnología de revestimiento láser puede mejorar significativamente la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión de las capas de revestimiento de HEA gracias a su alta temperatura de calentamiento y su rápida velocidad de enfriamiento. Este artículo investiga los efectos de la adición de...Ticy Mo aAlCoCrFeNiAleación de alta entropía sobre la microestructura y las propiedades mecánicas de la capa de revestimiento.

Este artículo investiga el efecto del contenido de TiC en la microestructura y la resistencia al desgaste de la capa de revestimiento de aleación de alta entropía AlCoCrFeNi. Se prepararon capas de revestimiento de aleación AlCoCrFeNi 2xMo xTiC (x=0, 0,1, 0,25, 0,4) sobre la superficie de acero 40CrNiMo mediante tecnología de revestimiento láser. Se analizaron los efectos del contenido de TiC y Mo en las propiedades de la capa de revestimiento mediante XRD, SEM, EBSD, TEM y pruebas de resistencia al desgaste.

Materiales y métodos experimentales

El sustrato es acero 40CrNiMo y el material de revestimiento es polvo pre-aleado AlCoCrFeNi con un tamaño de partícula de 15-53 μm.

Las aleaciones AlCoCrFeNi-2xMo-xTiC se prepararon agregando polvo de Ti puro y Mo ≤ C, con valores x de 0,1, 0,25 y 0,4, respectivamente.

Resultados experimentales y análisis

1. Análisis de microestructura
La capa de fusión forma una unión metalúrgica con el sustrato, sin grietas ni poros. A medida que aumenta el contenido de TiC, el tamaño de la fase precipitada aumenta gradualmente y su morfología cambia de espina de pescado a circular.

La capa de revestimiento de AlCoCrFeNi está compuesta principalmente por cristales columnares gruesos, mientras que la adición de TiC refina significativamente el tamaño de grano, reduciéndolo de 109 μm a 15 μm. El TiC, al ser un sitio de nucleación heterogéneo, inhibe el crecimiento del grano. La capa de revestimiento está compuesta por fases BCC y TiC, y la adición de TiC refina significativamente el tamaño de grano y mejora la uniformidad de la microestructura.

2. propiedades mecánicas
A medida que aumenta el contenido de TiC, la dureza de la capa de revestimiento aumenta gradualmente. La dureza del AlCoCrFeNi-0.8Mo-0.4TiC es la más alta, alcanzando 750 HV0.3, 300 HV0.3 más que la del AlCoCrFeNi sin TiC añadido.

3. resistencia al desgaste
El desgaste disminuye con el aumento del contenido de TiC. El AlCoCrFeNi-0.8Mo-0.4TiC presenta el menor desgaste y la mejor resistencia al desgaste. El mecanismo de desgaste cambia de desgaste adhesivo (AlCoCrFeNi) a desgaste abrasivo (muestra con TiC añadido).

4. Mecanismo de corrosión
La capa de revestimiento de AlCoCrFeNi presenta baja dureza y una gran cantidad de residuos de desgaste en la superficie desgastada, principalmente debido al desgaste adhesivo. Tras añadir TiC, la dureza de la capa de revestimiento aumentó significativamente, apareciendo ranuras poco profundas y una pequeña cantidad de residuos en la superficie desgastada. El mecanismo de desgaste es abrasivo. Las partículas de TiC presentan una buena adhesión a la matriz y no se ha producido desprendimiento.

conclusión
La capa de revestimiento de AlCoCrFeNi-2xMo-xTiC está compuesta por fases BCC y TiC, y la adición de TiC refina significativamente el tamaño de grano, reduciéndolo de 109 μm a 15 μm. La capa de revestimiento de AlCoCrFeNi-0.8Mo-0.4TiC presenta la mayor dureza (750HV0.3) y la mejor resistencia al desgaste. La adición de TiC mejora significativamente la dureza y la resistencia al desgaste de la capa de revestimiento. La capa de revestimiento de AlCoCrFeNi sin adición de TiC se caracteriza principalmente por desgaste adhesivo, mientras que el mecanismo de desgaste cambia a abrasivo tras la adición de TiC, y las partículas de TiC presentan una buena adhesión a la matriz.

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