【激光表面改性技术】贵州大学尹存宏教授团队：三相AlCrNiCuSix激光熔覆涂层设计及其减摩耐磨特性研究

第一作者：黄华

通信作者：尹存宏

第一作者单位：贵州大学

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2025.09.013

关键词：激光熔覆；AlCrNiCuSix高熵合金涂层；三相组织；金属间化合物；摩擦磨损

Ti-6Al-4V（TC4）合金具有密度小、比强度高和耐腐蚀性能卓越等特点[1-4]，被广泛用于航空航天、远洋航行等领域[5]。诸如潜水艇壳体和航空飞机外壳等关键零部件均采用 TC4 材料制造，上述设备在服役过程中不仅承受着冲击、振动和疲劳载荷，而且极易发生严重的磨损失效[6-8]。采用表面改性技术在TC4 表面制备高耐磨涂层，已成为应对 TC4 摩擦磨损失效问题的重要手段。激光熔覆作为一种表面改性技术，具有高效率、低成本、高设计自由度和强冶金结合力等优点，已广泛用于 TC4 的表面改性[9-14]。本研究基于高熵合金的鸡尾酒效应和混合焓相结构形成理论，同时考虑到 Al 能有效细化晶粒尺寸[24]，Cr 具有固溶强化效应[25]，Ni 与大部分 HEA 组元之间具有良好的相容性[26]，Cu 可提供自润滑性能[27]，Si能够提高涂层的耐磨性等方面[28]，设计一种由 BCC（包括 BCC1、BCC2）、FCC 及金属间化合物组成的新型 AlCrNiCuSix HEA 涂层，并采用激光熔覆技术在TC4 表面制备 AlCrNiCuSix（x 为 0、0.1、0.3、0.5），分别记为 Si0、Si0.1、Si0.3、Si0.5 HEA 涂层，以提升其抗摩擦磨损能力。此外，为避免过量 Si 引起的晶间脆性，研究 Si 含量对涂层组织和性能的影响。