BE1030353B1 - HIGH-ENTROPY ALLOY MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING A COATING BY USING THE SAME - Google Patents
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Abstract
Offenbart werden ein Hoch-Entropie-Legierungsmaterial und ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung durch Verwendung eben dieser. Das Hoch-Entropie-Legierungsmaterial umfasst Al-, Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulver bei einem Molverhältnis von 1,5:1:1:1:1. Das Verfahren umfasst Schritte des gleichmäßigen Mischens von Al-, Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulvern, um ein AlNbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungspulver zu erhalten; des Vorpositionierens des AlNbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungspulvers auf einer Oberfläche des vorbehandelten Substrats, um eine vorgeformte Schicht zu bilden, und des Unterziehens der vorgeformten Schicht einem Trocknen und anschließend einem Lasercladding.Disclosed are a high-entropy alloy material and a method for producing a coating using the same. The high-entropy alloy material includes Al, Nb, Mo, V and Cr metal powders at a molar ratio of 1.5:1:1:1:1. The method includes steps of uniformly mixing Al, Nb, Mo, V and Cr metal powders to obtain AlNbMoVCr high-entropy alloy powder; prepositioning the AlNbMoVCr high-entropy alloy powder on a surface of the pretreated substrate to form a preformed layer, and subjecting the preformed layer to drying and then laser cladding.
Description
HOCH-ENTROPIE-LEGIERUNGSMATERIAL UND VERFAHREN ZUR BE2099/5188HIGH-ENTROPY ALLOY MATERIAL AND METHOD FOR BE2099/5188
HERSTELUNG EINER BESCHICHTUNG DURCH VERWENDUNG EBENPRODUCING A COATING BY USING IT
DIESERTHIS
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
[01] Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein[01] The present disclosure relates to a
Hoch-Entropie-Legierungsmaterial und auf ein Verfahren zur Herstellung einerHigh-entropy alloy material and a method for producing one
Beschichtung durch Verwendung des Hoch-Entropie-Legierungsmaterials und fällt in das technische Gebiet der Laseroberfächenmodifikation von Titanlegierungen.Coating by using the high-entropy alloy material and falls into the technical field of laser surface modification of titanium alloys.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
[02] Titanlegierungen finden breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, der[02] Titanium alloys are widely used in aerospace
Meerestechnik, in der Medizin und im Gesundheitswesen, im Maschinenbau sowie in der Energie- und Chemieindustrie und weisen aufgrund ihrer hohen spezifischenMarine technology, in medicine and healthcare, in mechanical engineering as well as in the energy and chemical industries and have a high level of specificity
Festigkeit, ihres hohen spezifischen Moduls, ihrer guten Biokompatibilität und gutenStrength, their high specific modulus, their good biocompatibility and good
Korrosionsbeständigkeit eine hervorragende Gesamtleistung in modernen leichten hochfesten Materialien auf. Nachteile von Titanlegierungen sind jedoch ebenfalls offensichtlich. Zum Beispiel versagen die zusammengesetzten Materialien ausCorrosion resistance provides excellent overall performance in modern lightweight high strength materials. However, disadvantages of titanium alloys are also obvious. For example, the composite materials fail
Titanlegierungen ab Temperaturen von 600 °C aufgrund der starken Oxidation.Titanium alloys from temperatures of 600 °C due to strong oxidation.
[03] Zum Zweck der Verbesserung einer Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit von[03] For the purpose of improving high temperature oxidation resistance of
Titanlegierungen umfassen die derzeit verwendeten Verfahren dieTitanium alloys include the processes currently used
Oberflächenmodifikation, die hauptsächlich Ionenimplantation, Spritzbeschichtung (wieSurface modification, mainly ion implantation, spray coating (such as
Kaltgasspritzen, thermisches Spritzen und Plasmaspritzen), Aufdampfung, Plattieren (wie Heißplattieren, Galvanisieren und chemischer Niederschlag), Lasercladding und dergleichen umfasst. Diese Verfahren dienen hauptsächlich der Herstellung einercold spraying, thermal spraying and plasma spraying), vapor deposition, plating (such as hot plating, electroplating and chemical deposition), laser cladding and the like. These processes are mainly used to produce a
Hochtemperatur-Oxidations-beständigen Schicht auf einer Oberfläche derHigh-temperature oxidation-resistant layer on a surface of the
Titanlegierung, um den Kontakt zwischen dem Titanlegierungssubstrat und einer oxidierenden Atmosphäre zu blockieren und die Oxidationsbeständigkeit derTitanium alloy to block the contact between the titanium alloy substrate and an oxidizing atmosphere and improve the oxidation resistance of the
Titanlegierung zu erhöhen, um die Oxidationsbeständigkeit zu verbessern. Im Vergleich zu anderen Oberflächenmodifikationsverfahren weist das Lasercladding-VerfahrenIncrease titanium alloy to improve oxidation resistance. Compared to other surface modification processes, the laser cladding process
Vorteile auf, wie hohe Herstellungseffizienz (hohe Aufheiz- und BE2099/5188Advantages such as high manufacturing efficiency (high heating and BE2099/5188
Abkühlgeschwindigkeit), kleine wärmebeeinflusste Zone des Substrats, hoheCooling rate), small heat affected zone of the substrate, high
Bindungsfestigkeit zwischen einer Beschichtung und dem Substrat, einstellbareBond strength between a coating and the substrate, adjustable
Beschichtungsdicke und eine große Palette an Materialien für eine Plattierschicht. 104] Im Unterschied zu herkömmlichen Materialien mit einem Hauptelement und einer geringen Anzahl an Hilfselementen stellt die Hoch-Entropie-Legierung eine neu entwickelte Legierung mit einer Vielzahl von Hauptelementen dar. Im Allgemeinen umfasst die Hoch-Entropie-Legierung mehr als oder genau 5 Hauptelemente, und derCoating thickness and a wide range of materials for a plating layer. 104] Different from traditional materials with one main element and a small number of auxiliary elements, the high-entropy alloy is a newly developed alloy with a large number of main elements. In general, the high-entropy alloy includes more than or exactly 5 main elements, and the
Gehalt jedes Metallelements liegt zwischen 5 % und 35 %. Diese neue Legierung, in derContent of each metal element is between 5% and 35%. This new alloy in which
Elemente in einem äquiatomaren Verhältnis oder einem nahezu äquiatomaren Verhältnis angeordnet sind, könnte aufgrund ihres hohen Entropiewerts die gegenseitigeElements arranged in an equiatomic ratio or a near equiatomic ratio could be mutual due to their high entropy value
Löslichkeit unter den Elementen verbessern und somit die Bildungen einer komplexenImprove solubility among the elements and thus the formations of a complex
Phase und einer groBen Anzahl intermetallischer Phasen unterdrücken. Zusätzlich werden Eigenschaften der Hoch-Entropie-Legierung durch eine kombinierte Wirkung der Vielzahl von Hauptelementen bestimmt.phase and a large number of intermetallic phases. In addition, properties of the high-entropy alloy are determined by a combined effect of the multitude of main elements.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
[05] Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung eines neuen[05] The subject of the present disclosure is the provision of a new one
Hoch-Entropie-Legierungsmaterials, das Al-, Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulver umfasst, wobei ein Molverhältnis von Al, Nb, Mo, V und Cr 1,5:1:1:1:1 ist und jedesHigh-entropy alloy material comprising Al, Nb, Mo, V and Cr metal powders, wherein a molar ratio of Al, Nb, Mo, V and Cr is 1.5:1:1:1:1 and each
Metallpulver eine TeilchengröBe von 47-88 um und eine Reinheit von mehr als oder gleich 99,9 % aufweist.Metal powder has a particle size of 47-88 μm and a purity of greater than or equal to 99.9%.
[06] Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung eines[06] Another subject of the present disclosure is to provide a
Verfahrens zur Herstellung einer Beschichtung unter Verwendung desMethod for producing a coating using the
Hoch-Entropie-Legierungsmaterials, das Folgendes umfasst: Vorpositionieren desHigh-entropy alloy material comprising: pre-positioning the
Hoch-Entropie-Legierungsmaterials auf einer Oberfläche eines Substrats, gleichzeitigesHigh-entropy alloy material on a surface of a substrate, simultaneously
Schmelzen des Hoch-Entropie-Legierungsmaterials und der Oberfläche des Substrats mittels Lasercladding und schnelles Erstarren zur Bildung einerMelting the high-entropy alloy material and the surface of the substrate using laser cladding and rapidly solidifying to form a
Hoch-Entropie-Legierungsbeschichtung, die eine geringe Verdünnungsrate, eine metallurgische Bindung mit dem Substrat, eine geringe Diffusion der Hauptelemente der Hoch-Entropie-Legierung und eine schwache Segregation aufweist. Das Verfahren BE2099/5188 umfasst insbesondere die folgenden Schritte: (1) Polieren eines Substrats, um eine Oxidschicht zu entfernen, und Reinigen desHigh-entropy alloy coating, which has a low dilution rate, metallurgical bonding with the substrate, low diffusion of the main elements of the high-entropy alloy and weak segregation. The method BE2099/5188 includes in particular the following steps: (1) polishing a substrate to remove an oxide layer and cleaning the
Substrats durch Ultraschall mit Alkohol, um ein vorbehandeltes Substrat zu erhalten; (2) gleichmäBiges Mischen von Al-, Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulvern, um einsubstrate by ultrasound with alcohol to obtain a pretreated substrate; (2) Evenly mixing Al, Nb, Mo, V and Cr metal powders to achieve a
Gemisch zu erhalten, und Unterziehen des Gemisches einem Zerkleinern in derTo obtain a mixture and subjecting the mixture to crushing in the
Kugelmühle im Vakuum (über einen Zeitraum von 2 h oder länger), um einBall mill in vacuum (over a period of 2 hours or longer) to a
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungspulver mit einer TeilchengrôBe von 170-320 mesh zu erhalten; (3) Vorpositionieren des in Schritt (2) erhaltenenTo obtain AINbMoVCr high-entropy alloy powder with a particle size of 170-320 mesh; (3) Prepositioning the one obtained in step (2).
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungspulvers auf einer Oberfläche des vorbehandelten Substrats zur Bildung einer vorgeformten Schicht (mit einer Dicke von 0,5-1,2 mm), und Unterziehen der vorgeformten Schicht einem Trocknen und anschließend einem Lasercladding, um eine Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht zu erhalten.AINbMoVCr high-entropy alloy powder on a surface of the pretreated substrate to form a preformed layer (having a thickness of 0.5-1.2 mm), and subjecting the preformed layer to drying and then laser cladding to form a high-entropy -Alloy plating layer to be obtained.
[07] In einigen Ausführungsformen besteht das Hoch-Entropie-Legierungsmaterial aus[07] In some embodiments, the high-entropy alloy material consists of
Al-, Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulver (ohne weitere weitere Metallpulver zu enthalten).Al, Nb, Mo, V and Cr metal powders (without containing any other metal powders).
[08] In einigen Ausführungsformen weist das Hoch-Entropie-Legierungsmaterial neben Al-, Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulver andere Pulver oder Metallpulver auf.[08] In some embodiments, the high-entropy alloy material includes other powders or metal powders in addition to Al, Nb, Mo, V and Cr metal powders.
[09] In einigen Ausführungsformen ist das Substrat in Schritt (1) eines aus TC4 (Ti6-A14-V) oder industriellem reinem Titan TA2.[09] In some embodiments, the substrate in step (1) is one of TC4 (Ti6-A14-V) or industrial pure titanium TA2.
[10] In einigen Ausführungsformen wird das Trocknen in Schritt (3) über einen[10] In some embodiments, drying in step (3) is carried out via a
Zeitraum von 6-10 Stunden bei einer Temperatur von 80-100 °C durchgeführt.Carried out for a period of 6-10 hours at a temperature of 80-100 °C.
[11] In einigen Ausführungsformen wird das Lasercladding in Schritt (3) unter[11] In some embodiments, laser cladding is performed in step (3).
Bedingungen einer Laserleistung von 3500-4000 W, einer Scangeschwindigkeit von 300-500 mm/min, eines Fleckdurchmessers von 3,0-50 mm, einerConditions of a laser power of 3500-4000 W, a scanning speed of 300-500 mm/min, a spot diameter of 3.0-50 mm, one
Defokussierungshöhe von 15-30 mm und eines Schutzgases aus Argongas bei einerDefocusing height of 15-30 mm and a protective gas of argon gas at one
Strömungsgeschwindigkeit von 6-10 l/min durchgeführt.Flow rate of 6-10 l/min is carried out.
[2] In einigen Ausführungsformen hat die vorgeformte Schicht in Schritt (3) eine[2] In some embodiments, the preformed layer in step (3) has a
Dicke von 0,5-1,2 mm. BE2022/5188Thickness of 0.5-1.2mm. BE2022/5188
[13] Die vorliegende Offenbarung hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen:[13] The present disclosure has the following beneficial effects:
[14] (1) Das AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungsmaterial nach der vorliegenden[14] (1) The AINbMoVCr high-entropy alloy material according to the present
Offenbarung erreicht eine metallurgische Bindung mit dem Substrat durchDisclosure achieves a metallurgical bond with the substrate
Lasercladding, sodass die Bindungsfestigkeit zwischen dem Substrat und derLaser cladding, so that the bond strength between the substrate and the
Plattierschicht stark verbessert wird, das Substrat eine geringe thermische Verformung und eine niedrige Verdünnungsrate aufweist und mit eben dieser hergestellte Produkte eine geringe Ausschussrate haben.Plating layer is greatly improved, the substrate has a low thermal deformation and a low dilution rate and products manufactured with this have a low reject rate.
[15] (2) In der vorliegenden Offenbarung hat die aus dem[15] (2) In the present disclosure, the
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungsmaterial durch Lasercladding hergestellteAINbMoVCr high-entropy alloy material produced by laser cladding
Plattierschicht dendritische Kristalle mit gleichmäBiger Mikrostruktur und weist eine hohe Härte und eine hervorragende Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit auf.Plating layer dendritic crystals with uniform microstructure and has high hardness and excellent high-temperature oxidation resistance.
[16] (3) In der vorliegenden Offenbarung weist die aus dem[16] (3) In the present disclosure, the
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungsmaterial durch Lasercladding auf verschiedenen Substraten hergestellte Plattierschicht eine hohe Härte und eine hervorragende Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit auf.AINbMoVCr high-entropy alloy material cladding layer produced by laser cladding on various substrates has high hardness and excellent high-temperature oxidation resistance.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
[17] FIG. 1 zeigt eine Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierstruktur nach Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung.[17] FIG. 1 shows a high-entropy alloy plating structure according to Example 1 of the present disclosure.
[18] FIG. 2 zeigt eine Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierstruktur nach Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung.[18] FIG. 2 shows a high-entropy alloy plating structure according to Example 1 of the present disclosure.
[19] FIG. 3 zeigt ein Röntgenbeugungsspektrum (XRD-Spektrum) der[19] FIG. 3 shows an X-ray diffraction spectrum (XRD spectrum).
Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht nach Beispiel 1 der vorliegendenHigh-entropy alloy clad layer according to Example 1 of the present
Offenbarung.Epiphany.
[20] FIG. 4 zeigt einen Härtevergleich von[20] FIG. 4 shows a hardness comparison of
Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschichten nach Beispiel 1 der vorliegendenHigh-entropy alloy cladding layers according to Example 1 of the present
Offenbarung.Epiphany.
[21] FIG. 5 zeigt einen Vergleich von oxidationskinetischen Kurven von[21] FIG. 5 shows a comparison of oxidation kinetic curves of
Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschichten nach Beispiel 1 der vorliegendenHigh-entropy alloy cladding layers according to Example 1 of the present
Offenbarung. BE2022/5188Epiphany. BE2022/5188
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
[22] Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden anhand spezifischer Beispiele 5 weiter im Detail beschrieben, der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt.[22] The present disclosure will be further described in detail below using specific examples 5, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
[23] Beispiel 1[23] Example 1
[24] Bereitgestellt wurde ein AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungsmaterial, das Al-,[24] An AINbMoVCr high-entropy alloy material containing Al,
Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulver umfasste, wobei das Molverhältnis von Al, Nb, Mo,Nb, Mo, V and Cr metal powder, the molar ratio of Al, Nb, Mo,
Vund Cr 1,5:1:1:1:1 war.Vand Cr 1.5:1:1:1:1 was.
[25] In diesem Beispiel war das Verfahren zur Herstellung einer[25] In this example, the process for making one was
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungsmaterial-Plattierschicht wie folgt:AINbMoVCr high-entropy alloy material cladding layer as follows:
[26] (1) Das TC4-Substrat wurde poliert, um eine Oxidschicht zu entfernen, und anschließend durch Ultraschall mit Alkohol gereinigt, um ein vorbehandeltes[26] (1) The TC4 substrate was polished to remove an oxide layer and then ultrasonically cleaned with alcohol to obtain a pretreated
TC4-Substrat zu erhalten.To obtain TC4 substrate.
[27] (2) Die gewogenen Al-, Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulver wurden gleichmäßig gemischt und über einen Zeitraum von 2 h oder länger einem Zerkleinern in der[27] (2) The weighed Al, Nb, Mo, V and Cr metal powders were uniformly mixed and subjected to crushing in the for a period of 2 hours or longer
Kugelmühle im Vakuum unterzogen, um einBall mill subjected to a vacuum
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungspulver zu erhalten.AINbMoVCr high-entropy alloy powder.
[28] (3) Das in Schritt (2) erhaltene AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungspulver wurde auf einer Oberfläche des vorbehandelten TC4-Substrats vorpositioniert, um eine vorgeformte Schicht zu bilden, und dann für einen Zeitraum von 10 h in einen auf eine[28] (3) The AINbMoVCr high-entropy alloy powder obtained in step (2) was prepositioned on a surface of the pretreated TC4 substrate to form a preformed layer, and then placed one on one for a period of 10 h
Temperatur von 80 °C aufgewärmten Vakuumtrockenofen verbracht und anschlieBend einem Lasercladding unterzogen, um eine Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht zu erhalten. Wobei das Lasercladding unter Bedingungen einer Laserleistung von 3500 W, einer Scangeschwindigkeit von 500 mm/min, eines Fleckdurchmessers von 5,0 mm, einer Defokussierungshöhe von 30 mm und eines Schutzgases aus Argongas bei einerTemperature of 80 ° C heated vacuum drying oven and then subjected to laser cladding to obtain a high-entropy alloy cladding layer. The laser cladding is carried out under conditions of a laser power of 3500 W, a scanning speed of 500 mm/min, a spot diameter of 5.0 mm, a defocusing height of 30 mm and a protective gas of argon gas at a
Gasströmungsgeschwindigkeit von 10 l/min durchgeführt wurde.Gas flow rate of 10 l/min was carried out.
[29] Die nach Lasercladding erhaltene Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht wurde mit einem Schleifpapier mit hoher Körnung poliert, um eine Anforderung der metallografischen Phase zu erfüllen, und anschließend mit einem BE20225188[29] The high-entropy alloy cladding layer obtained after laser cladding was polished with a high-grit sandpaper to meet a requirement of the metallographic phase and then with a BE20225188
Rasterelektronenmikroskop (REM) beobachtet. Die Mikrostruktur ist in FIG. 1 und FIG. 2 gezeigt. Wie in FIG. 1 und FIG. 2 ersichtlich ist, ist die Plattierschicht gut an dasScanning electron microscope (SEM) observed. The microstructure is shown in FIG. 1 and FIG. 2 shown. As shown in FIG. 1 and FIG. 2 can be seen, the plating layer is well adhered to
Substrat gebunden, und die Plattierschicht ist dicht organisiert ohne erheblicheSubstrate bonded, and the plating layer is densely organized without significant
Hohlraumfehler.Cavity defects.
[30] Die Plattierschicht wurde durch eine Röntgenbeugung gekennzeichnet, um ein[30] The cladding layer was characterized by X-ray diffraction to provide a
Beugungsbild der Plattierschicht zu erhalten, das in FIG. 3 gezeigt ist. Wie aus demTo obtain diffraction pattern of the cladding layer shown in FIG. 3 is shown. Like from the
Beugungsbild ersichtlich ist, wird eine einzige kubisch-raumzentrierte Phase (BCC-Phase) durch Lasercladding erhalten, was anzeigt, dass die nach Lasercladding erhaltene Plattierschicht eine Hoch-Entropie-Legierung war.As can be seen from the diffraction image, a single body-centered cubic (BCC) phase is obtained by laser cladding, indicating that the cladding layer obtained after laser cladding was a high-entropy alloy.
[31] Die Mikrohärte der Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht wurde von einem[31] The microhardness of the high-entropy alloy plating layer was determined by one
Mikrohärteprüfgerät gemessen, und es wurden Punkte in verschiedenen Abständen von der Oberfläche der Plattierschicht genommen und gemessen. Die Mikrohärte derMicrohardness tester was measured and points were taken at different distances from the surface of the cladding layer and measured. The microhardness of the
Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht wurde mit denen derHigh-entropy alloy plating layer was made with those of the
AINbMoV-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht und derAINbMoV high-entropy alloy cladding layer and the
AINbMoVTi-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht verglichen, und die Ergebnisse sind in FIG. 4 gezeigt. Wie aus FIG. 4 ersichtlich ist, ist die Härte derAINbMoVTi high-entropy alloy clad layer compared, and the results are shown in FIG. 4 shown. As shown in FIG. 4 can be seen is the hardness of the
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht im Vergleich zu denen der anderen zwei Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschichten erheblich verbessert.AINbMoVCr high-entropy alloy cladding layer is significantly improved compared to those of the other two high-entropy alloy cladding layers.
[32] Die Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit der[32] The high-temperature oxidation resistance of the
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht wurde über einen Zeitraum von 120 h durch einen Widerstandsrohrofen bei einer Temperatur von 800 °C gemessen, um eine oxidationskinetische Kurve zu erhalten. Die oxidationskinetische Kurve derAINbMoVCr high-entropy alloy clad layer was measured over a period of 120 h by a resistance tube furnace at a temperature of 800 °C to obtain an oxidation kinetic curve. The oxidation kinetic curve of the
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht wurde mit denen derAINbMoVCr high-entropy alloy clad layer was made with those of the
AlNbMoV-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht und derAlNbMoV high-entropy alloy cladding layer and the
AINbMoVTi-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht verglichen, und die Ergebnisse sind in FIG. 5 gezeigt. Wie aus FIG. 5 ersichtlich ist, ist dieAINbMoVTi high-entropy alloy clad layer compared, and the results are shown in FIG. 5 shown. As shown in FIG. 5 can be seen is the
Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit derHigh temperature oxidation resistance
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht ähnlich zu der der — AINbMoVTi-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht, und erheblich verbessert imAINbMoVCr high-entropy alloy clad layer similar to that of — AINbMoVTi high-entropy alloy clad layer, and significantly improved in
Vergleich zur AINbMoV-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht. Im Vergleich zu PEZ022/5188 dem TC4-Substrat ist die Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit derComparison to AINbMoV high-entropy alloy clad layer. Compared to PEZ022/5188 the TC4 substrate, the high temperature oxidation resistance is the
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht um das 4,89-fache erhöht.AINbMoVCr high-entropy alloy clad layer increased by 4.89 times.
[33] Beispiel 2[33] Example 2
[34] Bereitgestellt wurde ein Hoch-Entropie-Legierungsmaterial, das Al-, Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulver umfasste, wobei das Molverhältnis von Al, Nb, Mo, V und Cr 1,5: 1: 1: 1: 1 war.[34] A high-entropy alloy material comprising Al, Nb, Mo, V and Cr metal powder was provided, with the molar ratio of Al, Nb, Mo, V and Cr being 1.5:1:1 : 1: 1 was.
[35] In diesem Beispiel war das Verfahren zur Herstellung einer[35] In this example, the process for making one was
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungsmaterial-Plattierschicht wie folgt:AINbMoVCr high-entropy alloy material cladding layer as follows:
[36] (1) Das Substrat aus industriellem reinem Titan TA2 wurde poliert, um eine[36] (1) The industrial pure titanium TA2 substrate was polished to a
Oxidschicht zu entfernen, und anschließend durch Ultraschall mit Alkohol gereinigt, um ein vorbehandeltes Substrat aus industriellem reinem Titan TA2 zu erhalten.Remove the oxide layer and then ultrasonically clean it with alcohol to obtain a pre-treated substrate made of industrial pure titanium TA2.
[37] (2) Die gewogenen Al-, Nb-, Mo-, V- und Cr-Metallpulver wurden gleichmäßig gemischt und über einen Zeitraum von 2 h oder länger einem Zerkleinern in der[37] (2) The weighed Al, Nb, Mo, V and Cr metal powders were uniformly mixed and subjected to crushing in the for a period of 2 hours or longer
Kugelmühle im Vakuum unterzogen, um einBall mill subjected to a vacuum
AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungspulver zu erhalten.AINbMoVCr high-entropy alloy powder.
[38] (3) Das in Schritt (2) erhaltene AINbMoVCr-Hoch-Entropie-Legierungspulver wurde auf einer Oberfläche des vorbehandelten Substrats aus industriellem reinem Titan[38] (3) The AINbMoVCr high-entropy alloy powder obtained in step (2) was deposited on a surface of the pretreated industrial pure titanium substrate
TA2 vorpositioniert, um eine vorgeformte Schicht zu bilden, und dann für einenTA2 prepositioned to form a preformed layer and then for a
Zeitraum von 6 h in einen auf eine Temperatur von 100 °C aufgewärmtenA period of 6 hours in a heated to a temperature of 100 ° C
Vakuumtrockenofen verbracht und anschlieBend einem Lasercladding unterzogen, um eine Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht zu erhalten. Wobei das Lasercladding unter Bedingungen einer Laserleistung von 4000 W, einer Scangeschwindigkeit von 300 mm/min, eines Fleckdurchmessers von 3,0 mm, einer Defokussierungshöhe von 30 mm und eines Schutzgases aus Argongas bei einer Gasströmungsgeschwindigkeit von 6-10Vacuum drying oven and then subjected to laser cladding to obtain a high-entropy alloy cladding layer. The laser cladding is carried out under conditions of a laser power of 4000 W, a scanning speed of 300 mm/min, a spot diameter of 3.0 mm, a defocusing height of 30 mm and a protective gas of argon gas at a gas flow rate of 6-10
V/min durchgeführt wurde.V/min was carried out.
[39] In diesem Beispiel wurde die nach Lasercladding erhaltene[39] In this example, the one obtained after laser cladding
Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht mit einem Schleifpapier mit hoher Körnung poliert, um eine Anforderung der metallografischen Phase zu erfüllen, und dann mit einem REM beobachtet. Es ist ersichtlich, dass eine metallurgische Bindung zwischen der Plattierschicht und dem Substrat erreicht wird, die Bindestärke hoch ist und die BE2022/5188High-entropy alloy plating layer polished with a high-grit sandpaper to meet a requirement of metallographic phase, and then observed with a SEM. It can be seen that metallurgical bonding between the cladding layer and the substrate is achieved, the bonding strength is high, and the BE2022/5188
Plattierschicht dicht ohne erhebliche Hohlraumfehler ist. Aus der XRD-Phasenanalyse ist ersichtlich, dass eine einzige kubisch-raumzentrierte Phase (BCC-Phase) erhalten wird. Zusätzlich ist aus Härteprüfung undCladding layer is tight without significant void defects. From the XRD phase analysis, it can be seen that a single body-centered cubic (BCC) phase is obtained. In addition, there is a hardness test and
Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeitsprüfung ersichtlich, dass die Härte undHigh temperature oxidation resistance test shows that the hardness and
Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit der Hoch-Entropie-Legierungs-Plattierschicht effektiv verbessert wird.High-temperature oxidation resistance of the high-entropy alloy plating layer is effectively improved.
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