316L不锈钢表面激光熔化沉积CoCrNiCu中熵合金的界面相容性

作     者：于云鹤 谢勇 陈鹏 董浩凯 侯纪新 夏志新 YU Yunhe;XIE Yong;CHEN Peng;DONG Haokai;HOU Jixin;XIA Zhixin

作者机构：苏州大学沙钢钢铁学院苏州215137 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2024年第60卷第9期

页      面：1213-1228页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目Nos.52071124和U2030102 先进材料教育部重点实验室开放课题项目No.ADV22-12 江苏省卓越博士后计划项目 

主　　题：增材制造 激光熔化沉积 异种材料 界面设计 中熵合金 不锈钢 

摘      要：异种材料界面相容性是制约结合强度的关键因素,然而其内在机制仍待完善。本工作开展了316L不锈钢表面激光熔化沉积CoCrNiCu中熵合金实验,借助SEM、STEM、EBSD、透射Kikuchi衍射(TKD)等手段对异种材料显微组织与界面特征进行表征,测试了异种材料界面力学性能,进而通过系统研究界面组织与晶体学相容性提出改善结合强度的方法。结果表明,CoCrNiCu中熵合金与316L不锈钢异种材料界面处形成了CoCrNiCuFe高熵合金全固溶过渡区,异种材料剪切强度可达324 MPa。在C元素界面配分引发奥氏体稳定性降低以及残余应力引发塑性变形的协同作用下,316L不锈钢靠近异种材料界面处的部分奥氏体晶粒发生应变诱导马氏体相变,这在促进相变诱导塑性(TRIP)效应的同时也会导致界面匹配程度降低。因此,对于物性差异较小的异种材料应保持相同晶体结构的单相匹配,通过提高界面晶体学相容性改善界面结合强度;对于物性差异较大的异种材料可借助TRIP效应设计双相结构以提高协调变形能力。