Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金的摩擦磨損行為研究

李光俊 段宏 徐磊 闞琛 劉忠亮 高曉東

摘要：

使用真空非自耗電弧熔煉技術(shù)制備了Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金，表征了該合金的顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，考察了該合金在硝酸介質(zhì)和高溫環(huán)境中的摩擦磨損性能。結(jié)果表明：該高熵超合金的顯微組織以樹(shù)枝晶為主，其維氏硬度、屈服強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和斷裂韌性分別為422±8 HV0.2、991±32 MPa、2121±197 MPa和49.5±0.1 MPa·m0.5。在硝酸介質(zhì)中，該高熵超合金的抗腐蝕性能優(yōu)于0Cr17Ni7Al不銹鋼，在硝酸介質(zhì)中的摩擦因數(shù)和磨損率均低于干摩擦狀態(tài)，主要是因?yàn)槟p表面氧化物的生成降低了摩擦因數(shù)并提高了抗磨損性能。在高溫環(huán)境中，溫度對(duì)其摩擦因數(shù)有顯著的影響；隨著溫度的升高，摩擦因數(shù)和磨損率均呈下降趨勢(shì)。不同溫度下磨損表面的氧含量具有顯著的差異，溫度越高，其氧含量越高。

關(guān)鍵詞：高熵超合金；腐蝕磨損；高溫磨損；力學(xué)性能；硝酸腐蝕

中圖分類號(hào)：TG115.5

DOI：10.3969/j.issn.1004-132X.2023.13.006

Research on Friction and Wear Behaviors of Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2 High-entropy Superalloy

LI Guangjun DUAN Hong XU Lei KAN Chen LIU Zhongliang GAO Xiaodong

China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.，Beijing，100840

Abstract：Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2 high entropy superalloy was prepared by vacuum arc melting in argon atmosphere. The microstructure and mechanics properties of the alloy were characterized. The friction and wear properties of the high entropy superalloy in nitric acid and at high-temperature environments were evaluated. Results show that the microstructure of the high-entropy superalloy is mainly composed of dendrites. The Vickers hardness， yield strength， compressive strength and fracture toughness of the high entropy superalloy are as 422±8 HV0.2， 991±32 MPa， 2121±197 MPa and 49.5±0.1 MPa·m0.5，? respectively. The high entropy superalloy has better corrosion resistance than that of 0Cr17Ni7Al in nitric acid. The friction coefficient and wear rate of the high-entropy superalloy in nitric acid are lower than those in dry sliding. The main reason is that the formation of oxide film on the worn surface reduces the friction coefficient and improves the wear resistance in the high temperature friction processes. In high-temperature environments， the temperature has a significant effect on the friction coefficient. The friction coefficient and wear rate decrease with the increasing temperature and the oxygen contents of the worn surfaces at different temperatures have significant difference， as the oxygen contents increase with the temperature increases.

Key words： high-entropy superalloy； corrosion wear； high-temperature wear； mechanics property； nitric acid corrosion

收稿日期：2022-09-22

0 引言

高熵超合金（high-entropy superalloys）的顯微結(jié)構(gòu)與鎳基高溫合金（nickel superalloys）類似，其典型特征是在γ基體相中有γ′相析出。γ′相是一種沉淀強(qiáng)化相，它與基體相的共格關(guān)系和其本身的高強(qiáng)度賦予高溫合金優(yōu)異的性能［1-2］，由于高熵效應(yīng)，該高熵超合金在硬度、強(qiáng)度、耐腐蝕、耐輻照和耐磨損等方面具有比鎳基高溫合金更好的性能［2-7］。Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2是高熵超合金的典型代表之一。TSAO等［8］研究發(fā)現(xiàn)，該合金具有優(yōu)異的高溫組織穩(wěn)定性和力學(xué)性能穩(wěn)定性，在900 ℃下暴露300 h后，γ/γ′顯微組織非常穩(wěn)定，體積分?jǐn)?shù)高達(dá)53%的γ′相使得合金具有優(yōu)異的高溫硬度和抗塑性變形能力。ADIL等［1］的研究顯示，該合金γ/γ′的錯(cuò)配度僅為0.097%，且在900 ℃下退火550 h后，γ′相的形態(tài)僅從球形變?yōu)榉叫危滹@微結(jié)構(gòu)仍然穩(wěn)定。此外，由于該合金含有較高含量的抗氧化元素Al和Cr，容易在合金表面形成以Al2O3和Cr2O3為主要成分的氧化物層，其抗氧化性能和耐腐蝕性能優(yōu)于傳統(tǒng)的鎳基高溫合金，且在成本方面具有一定的優(yōu)勢(shì)［8］。

硝酸腐蝕和高溫是核化工設(shè)備關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)零部件最常見(jiàn)的服役環(huán)境，且由于該領(lǐng)域設(shè)備處于γ射線輻照環(huán)境中，要求零部件具有極高的性能穩(wěn)定性和使用壽命。Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金的特性使其在核化工領(lǐng)域中具有良好的應(yīng)用潛力。對(duì)該合金的研究目前主要集中于顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和抗腐蝕性能，對(duì)其在硝酸介質(zhì)和高溫環(huán)境中的摩擦磨損性能和磨損機(jī)理鮮有報(bào)道［7-9］。腐蝕和磨損是引起核化工設(shè)備關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)零部件失效的最主要原因，評(píng)價(jià)Al7.8Co20.6Cr12.2-Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金在硝酸介質(zhì)和高溫環(huán)境中的摩擦學(xué)性能并探究其磨損機(jī)理對(duì)高熵超合金在核化工設(shè)備中的應(yīng)用具有重要意義，因此，本文重點(diǎn)考察了該合金在硝酸介質(zhì)和高溫環(huán)境下的摩擦磨損行為，分析該合金在硝酸腐蝕和高溫環(huán)境中的磨損機(jī)理，為該合金在核化工設(shè)備中的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)部分

以純度大于99.9%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的Al、Co、Cr、Fe、Ni和Ti金屬顆粒為原材料，使用具有水冷銅坩堝的真空非自耗電弧熔煉爐制備高熵超合金。熔煉電流和電壓分別為300 A和10 V。鑄錠反復(fù)熔煉五次，以保證合金的均勻性。熔煉完成后隨爐冷卻至室溫，獲得合金錠。

采用PANalytical型X射線衍射儀（XRD）、Nordly max3型電子背散射衍射儀（EBSD）、帶有能譜的JSM-5600LV型掃描電子顯微鏡（SEM-EDS）和LabRAMHR Evolution型拉曼光譜儀（Raman）分析高熵超合金及其磨損表面的物相組成、顯微結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分。其中XRD測(cè)試參數(shù)為：X射線源為Cu的Kα射線，加速電壓40 kV，工作電流60 mA，掃描角度范圍為20°～100°，掃描速度10°/min。使用稀釋的王水（HCl∶C3H8O3∶HNO3=3∶2∶1）刻蝕樣品，并用Image A2m型金相顯微鏡（OM）表征其金相組織。利用THBRVP-187.5E型數(shù)顯布洛維硬度計(jì)測(cè)試樣品的維氏硬度。依據(jù)GB/T 7314—2017《金屬材料室溫壓縮試驗(yàn)方法》的要求，將熔煉的高熵超合金樣品加工成3 mm×6 mm的圓柱試樣，使用CMT5205型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行室溫壓縮力學(xué)性能測(cè)試，加載速率為0.1 mm/min。按照GB/T 4161—2007《金屬材料 平面應(yīng)變斷裂韌度KIC試驗(yàn)方法》，采用單邊切口三點(diǎn)彎曲試樣測(cè)定合金的室溫?cái)嗔秧g性，其中試樣尺寸為2.5 mm×5 mm×24 mm，預(yù)制切口深度為2.5 mm，寬度為0.2 mm，其中加載速率為0.05 mm/min。使用CHI660D型電化學(xué)工作站測(cè)試合金的電極電位，其參數(shù)為起始電壓-0.6 V，終止電壓0.4 V，掃描速度0.005 V/s。

使用HT-1000型球盤式高溫摩擦試驗(yàn)機(jī)分別測(cè)試高熵超合金在硝酸介質(zhì)和高溫條件下的摩擦磨損性能。所用高熵超合金的樣品尺寸為25 mm × 2 mm，摩擦副對(duì)偶為Si3N4球（6 mm）。摩擦試驗(yàn)載荷為10 N，滑動(dòng)線速度為0.3 m/s，摩擦?xí)r間為30 min。在硝酸介質(zhì)摩擦試驗(yàn)中，用滴管將濃度為6 mol/L的硝酸每隔5 min向摩擦試樣添加5滴，以補(bǔ)充由于揮發(fā)和離心作用甩出的硝酸溶液。高溫摩擦試驗(yàn)的測(cè)試溫度分別為200? ℃、400? ℃、600? ℃和800? ℃。使用MicroXAM-800型非接觸式三維輪廓儀測(cè)量試樣的磨損體積。

2 結(jié)果與討論

2.1 物相和化學(xué)成分

Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金的混合熵、混合焓、吉布斯自由能、Ω、晶格畸變程度和價(jià)電子濃度分別為13.08 J/mol、-14.88 kJ/mol、-31.52 kJ/mol、1.50、5.72%和8.12。根據(jù)高熵合金的熱力學(xué)判斷依據(jù)，該合金體系易于形成高熵固溶體相。圖1所示為該合金的XRD衍射圖譜和化學(xué)成分，可見(jiàn)合金的晶體結(jié)構(gòu)為FCC，且出現(xiàn)了γ′有序FCC相。用EDS實(shí)測(cè)的化學(xué)組成與設(shè)計(jì)值無(wú)顯著差異。

圖2所示為Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金的顯微結(jié)構(gòu)，其中圖2a為腐蝕后的光學(xué)金相組織，圖2b為背散射電子像。圖2b中A為樹(shù)枝晶，對(duì)應(yīng)圖2a中灰色相；B為枝晶間，對(duì)應(yīng)圖2a中黑色相。圖2c為電子背散射衍射晶粒取向及晶界分布圖，圖2d所示為高倍下γ′相的形貌。從圖中可以看出，該合金顯微組織呈典型的樹(shù)枝晶結(jié)構(gòu)，高角度晶界的比例高達(dá)98.2%，晶粒取向隨機(jī)分布，晶粒較為粗大，大部分晶粒的尺寸介于0.2～1 mm之間。表1所示為圖2b所示A區(qū)域和B區(qū)域的EDS化學(xué)成分分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樹(shù)枝晶A區(qū)域中的Al、Co、Cr和Fe元素含量較B區(qū)域中稍多，而Ti元素在枝晶間的B區(qū)域富集?；旌响蚀碓娱g的結(jié)合力，Ni-Ti、Ni-Al、Ni-Co、Ni-Cr和Ni-Fe的混合焓分別是-35 kJ/mol、-22 kJ/mol、0、-7 kJ/mol和-2 kJ/mol，其中Ni-Ti的混合焓最低，即二者的結(jié)合強(qiáng)度最高，這可能是導(dǎo)致Ti元素富集的原因［10］。該高熵超合金為鑄態(tài)，γ′相基本上呈現(xiàn)球狀，與其他高熵超合金中γ′相的形態(tài)一致［1］。

2.2 力學(xué)性能與腐蝕性能

Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金的密度為7.8 g/cm3，維氏硬度、屈服強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和斷裂韌性分別為422±8HV0.2、991±32 MPa、2121±197 MPa和49.5±0.1 MPa·m0.5。圖3為該合金的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可見(jiàn)該合金具有良好的塑性變形能力和優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。

0Cr17Ni7Al是含有Al元素的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼，成分接近18-8奧氏體不銹鋼，具有良好的冶金和可加工性能，是核化工設(shè)備在硝酸腐蝕環(huán)境中最為常用的耐腐蝕不銹鋼。圖4為0Cr17Ni7Al不銹鋼和Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金的極化曲線，發(fā)現(xiàn)該合金和0Cr17Ni7Al不銹鋼兩種材料的自腐蝕電位非常接近，且這兩種材料的極化曲線均出現(xiàn)了鈍化現(xiàn)象，且高熵合金具有更寬的鈍化區(qū)。表2所示為Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金和0Cr17Ni7Al不銹鋼的電化學(xué)參數(shù)，0Cr17Ni7Al不銹鋼的自腐蝕電位、自腐蝕電流密度和極化電阻分別為-0.30 V、9.598×10-7 A/cm2和47 138 Ω，Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金的自腐蝕電位、自腐蝕電流密度和極化電阻分別為-0.31 V、4.884×10-7 A/cm2和78 163 Ω。結(jié)合圖4和表2的自腐蝕電位值可以判斷Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金和0Cr17Ni7Al不銹鋼在硝酸腐蝕環(huán)境中的腐蝕傾向相似，沒(méi)有明顯區(qū)別。但是，從表2中還可以看出，Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金的自腐蝕電流密度約為0Cr17Ni7Al不銹鋼的一半，極化電阻約為0Cr17Ni7Al不銹鋼的1.7倍，

因此Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金抗腐蝕性能優(yōu)于0Cr17Ni7Al不銹鋼的抗腐蝕性能。這可能是由于高熵超合金中含有較高含量的Ni、Cr、Ti等耐腐蝕元素。

2.3 摩擦磨損性能與磨損機(jī)理

圖5為Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金分別在干摩擦狀態(tài)和硝酸介質(zhì)條件下的摩擦因數(shù)-時(shí)間曲線。在干摩擦狀態(tài)時(shí)，該合金的摩擦因數(shù)為0.45～0.55，在試驗(yàn)周期內(nèi)的平均值為0.51，且摩擦因數(shù)較為平穩(wěn)。在摩擦界面上存在6 mol/L的硝酸時(shí)，摩擦因數(shù)為0.3～0.45之間，在試驗(yàn)周期內(nèi)的平均值為0.40。結(jié)果顯示，在摩擦界面上硝酸溶液的存在可以降低摩擦副的摩擦因數(shù)。值得注意的是每次滴加硝酸時(shí)（圖5中藍(lán)色箭頭所示），摩擦因數(shù)都會(huì)發(fā)生突變，突然增大后逐漸減小。

圖6為干摩擦狀態(tài)和硝酸介質(zhì)條件下摩擦后該高熵超合金試樣磨痕的三維形貌圖，依據(jù)測(cè)量磨損體積獲得的干摩擦和硝酸介質(zhì)中的磨損率分別為2.4×10-4 mm3/（N·m）和1.3×10-4 mm3/（N·m）。當(dāng)摩擦界面有硝酸介質(zhì)時(shí)磨損表面較為光滑，且磨損體積較小。摩擦界面上硝酸的存在可改善該高熵超合金的抗磨損性能。

圖7為兩種環(huán)境下磨損表面的顯微形貌電子像。干摩擦和硝酸介質(zhì)中磨損表面磨屑的形態(tài)存在顯著的差別：干摩擦?xí)r的磨屑大多呈片狀；摩擦表面有硝酸時(shí)，大部分磨屑邊緣較為圓滑且部分磨屑呈球狀。在摩擦副系統(tǒng)中，磨屑的形態(tài)會(huì)對(duì)摩擦和磨損性能產(chǎn)生一定影響，磨屑形態(tài)的變化可能是摩擦因數(shù)減小的原因之一。

表3所示為兩種環(huán)境下磨損表面的化學(xué)成分，可以看出當(dāng)摩擦表面有硝酸時(shí)，磨損表面的氧含量很高。圖8所示為磨痕處和非磨痕處的拉曼光譜，在摩擦界面上有硝酸時(shí)，在磨痕處出現(xiàn)了多種氧化物，例如Cr2O3、Al2O3、TiO2、NiO、Fe2O3、NiTiO3和NiCr2O4等，而在非磨痕處拉曼光譜測(cè)試方法未檢測(cè)到氧化物存在。在干摩擦?xí)r，磨痕內(nèi)外的拉曼光譜中均無(wú)明顯的氧化物譜峰。以上結(jié)果說(shuō)明在硝酸環(huán)境中摩擦表面發(fā)生了摩擦化學(xué)反應(yīng)，形成了氧化物。而在摩擦表面，氧化物的出現(xiàn)一般會(huì)減小摩擦因數(shù)和磨損率［11］，因此，在硝酸腐蝕環(huán)境中Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金的摩擦因數(shù)和磨損率均比干摩擦?xí)r小，與其磨損表面形成的氧化物有關(guān)。

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，我們認(rèn)為該高熵超合金在硝酸腐蝕環(huán)境中，抗磨損性能不因硝酸的腐蝕而降低。圖9為Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金在硝酸介質(zhì)中的磨損機(jī)理示意圖。陶瓷對(duì)偶球與高熵超合金的摩擦使得磨痕上的鈍化膜破裂，裸露出金屬，添加硝酸時(shí)裸露金屬表面由于硝酸濃度的升高而容易形成鈍化氧化物膜，而陶瓷對(duì)偶球與合金的摩擦?xí)茐拟g化形成的氧化物膜。這種鈍化膜形成—破壞—再形成的循環(huán)中，磨痕表面逐漸形成一定厚度的氧化物層。NiO、Fe2O3、NiTiO3、NiCr2O4等金屬氧化物和鹽類具有一定的潤(rùn)滑性，氧化物在摩擦過(guò)程中逐漸積累，并成為摩擦界面上的機(jī)械混合層，從而減少了摩擦副的黏著與犁削現(xiàn)象，減小了摩擦因數(shù)，改善了抗磨損性能。因此我們認(rèn)為硝酸介質(zhì)促進(jìn)了該高熵超合金摩擦界面上的化學(xué)或物理的變化，從而引起了摩擦磨損性能的變化。

Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金在200 ℃、400 ℃、600 ℃和800 ℃環(huán)境中的摩擦因數(shù)-時(shí)間曲線見(jiàn)圖10a～圖10d。在200 ℃和400 ℃下摩擦因數(shù)非常穩(wěn)定，在試驗(yàn)周期內(nèi)無(wú)明顯變化；在600 ℃和800 ℃下，摩擦初期摩擦因數(shù)稍高，經(jīng)過(guò)最初幾分鐘的磨合之后，摩擦因數(shù)趨于穩(wěn)定，且在更高的溫度下更穩(wěn)定。圖10e和圖10f所示為25 ℃室溫和4種高溫環(huán)境溫度下的平均摩擦因數(shù)和磨損率隨溫度的變化曲線。結(jié)果顯示，溫度對(duì)摩擦因數(shù)有顯著影響，在25～800 ℃，摩擦因數(shù)隨溫度升高呈減小的趨勢(shì)，平均摩擦因數(shù)從0.51減小到0.33；在25 ℃、200 ℃和400 ℃時(shí)，磨損率無(wú)顯著變化，而在600 ℃和800 ℃下，磨損率顯著減小，說(shuō)明該高熵超合金在高溫下具有良好的抗磨損性能。

不同溫度下Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金磨痕的三維形貌圖見(jiàn)圖11。圖12所示為磨損表面的顯微形貌。從磨痕的三維形貌圖可以直觀地看出，600 ℃和800 ℃的磨痕表面比200 ℃和400 ℃表面更光滑。隨著溫度的升高，磨痕深度和寬度顯著減小。磨痕邊緣的凸起是由于摩擦過(guò)程中對(duì)偶球?qū)δp表面擠壓發(fā)生的塑性變形以及磨屑的堆積。由圖12可以看出，在相對(duì)較低的溫度下（200 ℃和400 ℃），磨損表面顯微形貌與圖6a具有相似的磨粒磨損特征，在磨損表面上有大量明顯的犁溝；不同的是，圖12a和圖12b中的磨痕比圖6a中的磨痕具有少量的塑性變形特征，這可能是對(duì)偶球體對(duì)磨損表面擠壓產(chǎn)生的，這說(shuō)明從室溫至400 ℃溫度區(qū)間內(nèi)磨損機(jī)理以磨粒磨損為主。在相對(duì)較高的溫度下（600 ℃和800 ℃），磨損表面沒(méi)有明顯的犁溝，摩擦面較為平整和光滑。

不同溫度下Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金磨損表面的化學(xué)成分見(jiàn)表4。可知，不同溫度下磨損表面的氧含量有顯著差異，溫度越高，氧含量越高。圖13所示為不同溫度下磨損表面以及非磨痕處的拉曼光譜，在600 ℃和800 ℃時(shí)，出現(xiàn)了多種氧化物的衍射峰。與硝酸介質(zhì)中不同的是，在高溫環(huán)境下，磨損表面磨痕處和非磨痕處具有大致相同的氧化物。因此，在高溫環(huán)境下，磨損表面的氧化物僅是高溫氧化導(dǎo)致，摩擦并未增加合金磨損表面的氧化程度或促進(jìn)表面金屬的氧化。該高熵超合金的組元形成的幾種氧化物的吉布斯自由能從小到大的順序?yàn)锳l2O3、TiO2、

Cr2O3、CoO、NiO，其中Al2O3、TiO2和Cr2O3具有較高的強(qiáng)度和硬度，有益于合金高溫抗磨損性能的提高。Al2O3能夠減緩O元素沿著微裂紋向基體的擴(kuò)散，減少材料的進(jìn)一步氧化［12］。TiO2具有一定的磨損表面氧化膜自修復(fù)作用，在摩擦過(guò)程中，因反復(fù)摩擦導(dǎo)致的氧化物膜發(fā)生破損時(shí)，Ti能夠在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)氧化反應(yīng)迅速重新生成穩(wěn)定的氧化物膜［13］。NiO和CoO在高溫條件下具有一定的自潤(rùn)滑性能，有助于減小摩擦因數(shù)。因此，隨著溫度的升高，該高熵超合金摩擦因數(shù)和磨損率的減小是由于磨損表面形成了由多種氧化物組成的復(fù)合薄膜，提供了一定的自潤(rùn)滑性和良好的抗磨損性能。

對(duì)比Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金在硝酸介質(zhì)和高溫環(huán)境中的摩擦學(xué)行為，磨損表面氧化物的存在減小了高熵超合金的摩擦因數(shù)并提高了抗磨損性能是腐蝕和高溫環(huán)境中該合金摩擦學(xué)行為的共同之處。

3 結(jié)論

（1）采用真空非自耗電弧熔煉技術(shù)制備了Al7.8Co20.6Cr12.2Fe11.5Ni40.7Ti7.2高熵超合金。該高熵超合金顯微組織以樹(shù)枝晶為主，其維氏硬度、屈服強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和斷裂韌性分別為422±8 HV0.2、991±32 MPa、2121±197 MPa和49.5±0.1 MPa·m0.5。

（2）該高熵超合金的抗腐蝕性能優(yōu)于0Cr17Ni7Al不銹鋼，且在硝酸介質(zhì)中其摩擦因數(shù)和磨損率均小于干摩擦狀態(tài)，主要原因是表面氧化物的生成減小了摩擦因數(shù)并提高了抗磨損性能。

（3）在高溫環(huán)境中，溫度對(duì)該合金的摩擦因數(shù)有顯著影響：隨著溫度的升高，摩擦因數(shù)和磨損率均呈減小趨勢(shì)。不同溫度下磨損表面的氧含量具有明顯差異，溫度越高，氧含量越高。高溫摩擦過(guò)程中，在磨損表面形成的復(fù)合氧化物膜提高了抗磨損性能。

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（編輯 王旻玥）

作者簡(jiǎn)介：

李光俊，男，1988年生，高級(jí)工程師。研究方向?yàn)楹嘶し菢?biāo)設(shè)備研發(fā)設(shè)計(jì)。E-mail： 644963393@qq.com。