FeCoNiCrCu高熵合金涂層對復合鑄造Al/Mg雙金屬組織和性能的影響

徐遠財，蔣文明，李慶晴，牛言清，余令輝，樊自田

FeCoNiCrCu高熵合金涂層對復合鑄造Al/Mg雙金屬組織和性能的影響

徐遠財，蔣文明*，李慶晴，牛言清，余令輝，樊自田

（華中科技大學 材料成形與模具技術全國重點實驗室，武漢 430074）

研究不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂層對Al/Mg雙金屬組織和力學性能的影響。通過超音速火焰噴涂工藝在A356嵌體表面噴涂不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂層，采用消失模復合鑄造工藝制備Al/Mg雙金屬，利用掃描電鏡、EDS能譜及XRD衍射儀、維氏硬度測試儀和萬能試驗機對Al/Mg雙金屬界面微觀組織和力學性能進行測試和分析。未噴涂高熵合金涂層的Al/Mg雙金屬界面由共晶層和金屬間化合物層組成，斷裂位置主要位于金屬間化合物層，裂紋從Al3Mg2擴展至共晶層結束，具有典型的脆性斷裂特征，剪切強度僅為30.37 MPa。當高熵合金涂層厚度為5 μm時，Al/Mg雙金屬形成了Al3Mg2+ Mg2Si/AlFeCoNiCrCu+FeCoNiCrCu+Al-Mg-Co-Ni混合相/δ-Mg+Al12Mg17共晶組織的復雜界面，斷裂發生在高熵合金層與δ-Mg+Al12Mg17共晶組織的交界處，斷裂面產生了一定程度的塑性變形，剪切強度為48.46 MPa，相對于無涂層的Al/Mg雙金屬提高了59.56%。當高熵合金涂層厚度為20 μm時，鋁側生成了AlFeCoNiCrCu高熵合金，鎂側則只生成了少量Mg-Ni-Cu混合相，斷裂發生在高熵合金涂層與鎂基體交界處，剪切強度為39.69 MPa。高熵合金涂層可以有效阻礙Al、Mg元素之間的擴散，從而顯著抑制或完全阻止Al-Mg脆性金屬間化合物的產生，大幅度降低界面層厚度。金屬間化合物的減少和混合相對裂紋擴展的阻礙作用顯著提高了Al/Mg雙金屬界面的剪切強度。

FeCoNiCrCu高熵合金涂層；……