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Mechanical and tribological performance of AlCr_(0.5)NbTa_(x)Ti_(4-x)(x=0,0.5,1)refractory high-entropy alloys

Journal of Materials Science & Technology 2023年第25期156卷 241-253页

作者： Haozhe Li Xiaolin Li Chi Jin Qian Li Qiang Ma Ke Hua Haifeng Wang Weimin Liu State Key Laboratory of Solidification Processing Center of Advanced Lubrication and Seal MaterialsNorthwestern Polytechnical UniversityXi'an 710072China State Key Laboratory of Solid Lubrication Lanzhou Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesLanzhou 730000China

The tribological behavior of AlCr_(0.5)NbTa_(x)Ti_(4-x)(x=0,0.5,and 1)refractory high-entropy alloys was systematically investigated from room temperature to 800℃.The relationship between the alloy composition,microstructure,mechanical properties,and tribological performance was analyzed.The results show that all three alloys have a body-centered cubic(bcc)single-phase structure.The Ta addition enhances solid solution strengthening and increases the melting point that would resist high-temperature thermal softening.As a result,high-temperature strength is enhanced considerably,the coefficients of friction(COF)and wear rates of the alloys are reduced considerably at elevated temperatures,demonstrating excellent friction-reducing and anti-wear properties,e.g.,the COF and wear rate of AlCr_(0.5) NbTaTi_(3) alloy at 800℃ are 0.34 and 4.40×10^(-7) mm^(3) N^(-1) m^(-1),respectively.The excellent wear resistance at high temperatures can be attributed to the formation of an oxide-tribo layer(Ta_(2)O_(5) and TiO_(2))with ultrafine-grained layers and good high-temperature mechanical properties.

关键词： Refractory high entropy alloys High temperature Mechanical properties Wear resistance oxide-tribo layer

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