铌合金化高熵涂层

硬度达 530 HV

通过铌的添加,涂层同时实现了晶粒细化与硬质 Laves 相强化,从而兼顾高硬度和优异耐磨耐蚀性。

Wu, Hongliu · 张松 · 吴臣亮 · 张晨辉 · Sun X.Y. · Bai X.L.

Surface and Coatings Technology 2023

参数信息

平均晶粒尺寸
59.43 μm
平均晶粒尺寸
11.38 μm
低角度晶界比例
31 %
低角度晶界比例
61 %
显微硬度
530 HV
比磨损率
0.36 mm³/Nm
比磨损率
0.32 mm³/Nm
比磨损率
0.23 mm³/Nm

技术优势

晶粒细化且低角度晶界增多

Nb 添加使平均晶粒尺寸从 59.43 μm 降至 11.38 μm,低角度晶界比例从 31 % 提高到 61 %,有利于提高强度和耐蚀性。

硬度大幅提升

由于大尺寸 Nb 原子引起的固溶强化和细晶强化,含 Nb 涂层显微硬度显著提高;Nb0.3 涂层硬度高达 530 HV,源于 Laves 相的高配位数和空间填充率以及高比例低角度晶界。

耐硫酸腐蚀优于 316 不锈钢

在 0.5 M H₂SO₄ 溶液中,Nb0.3 涂层的腐蚀电流密度仅为 6.40 × 10⁻⁷ A/cm²,远低于 316 不锈钢,归因于表面形成的稳定致密钝化膜。

磨损机制转变为磨粒磨损

Nb0.2 和 Nb0.3 涂层主要发生磨粒磨损,避免了 316 不锈钢和低 Nb 涂层的黏着磨损与磨粒磨损混合机制,有利于提高耐磨性。

应用场景