激光粉末床熔融法制备的AlCoCrFeNi高熵合金的热处理对其微观结构及电化学腐蚀性能的影响

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Effects of Heat Treatment on Microstructure and Electrochemical Corrosion Properties of AlCoCrFeNi High-Entropy Alloy by Laser Powder Bed Fusion

AlCoCrFeNi高熵合金经LPBF制备后，在600-1200℃热处理下，其相组成、显微结构及腐蚀性能变化显著。800℃以上热处理使Al-Ni和Cr-Fe元素偏聚，BCC单相转变为FCC+BCC双相，硬度与残余应力波动，腐蚀类型从随机点蚀转为Al-Ni相选择性腐蚀，1200℃处理使粗大FCC组织及致密Cr氧化层钝化膜协同抑制腐蚀扩展。

　　

摘要

在本研究中，采用激光粉末床熔融（LPBF）技术制备了等摩尔的AlCoCrFeNi高熵合金。经过600°C、800°C、1000°C和1200°C四个温度下的4小时热处理后，对其相组成、微观结构、残余应力、显微硬度以及在3.5 wt% NaCl溶液中的电化学腐蚀性能进行了研究。结果表明，该高熵合金由细长的柱状晶体和等轴晶体混合组成，且主要为体心立方（BCC）相。当热处理温度超过800°C时，Al–Ni和Cr–Fe元素含量相应增加，同时BCC单相转变为FCC+BCC双相。随着温度的升高，材料的硬度和残余拉应力出现波动。电化学测试和元素分析表明，相变导致了腐蚀类型的转变，从随机点蚀发展为以Al–Ni相为主的腐蚀。热处理温度越高，FCC微观结构越粗糙，表面钝化膜也发生变化。表面生成的Cr氧化物/氢氧化物越多，使得钝化膜更加致密和厚实，有效抑制了选择性腐蚀，防止了腐蚀的进一步发展。本研究表明，1200°C的热处理显著提高了LPBF制备的AlCoCrFeNi高熵合金的耐腐蚀性。

图形摘要