采用FeCrNiMnV高熵合金对核级SS316LN不锈钢进行表面硬化处理，以提高其高温耐磨性和熔盐腐蚀抗性

《steel research international》：Hard-Facing of Nuclear-Grade SS316LN Stainless Steel with FeCrNiMnV High-Entropy Alloy for Improved High-Temperature Wear and Molten Salt Corrosion Resistance

焊接覆盖层FeCrNiMnV高熵合金的微观结构演变、硬度调控及摩擦腐蚀行为研究。

　　

摘要

本研究探讨了FeCrNiMnV高熵合金（HEA）作为焊层在SS316LN基底上的微观结构、织构和显微硬度的演变过程。在原始状态下，该合金呈现出快速凝固特征的树枝晶结构及局部聚集现象，导致其硬度较低（约750 HV）。经过优化条件下的热处理后，合金成分均匀化，树枝晶结构消失，硬度提升至约1000 HV；然而长时间热处理会导致次生相的形成、颗粒聚集及孔隙率增加，从而使硬度下降。元素分布分析显示，在长时间热处理过程中，钒和铬元素发生显著的扩散聚集。FeCrNiMnV焊层在SS316LN基底上的形成使得合金晶粒尺寸细化（约8 μm），主要由面心立方相组成，同时存在局部体心立方区域，从而确保了材料的冶金相容性。界面处的显微硬度从SS316LN的约225 HV急剧升高至HEA的约1000 HV，这一变化归因于晶粒细化、晶格畸变以及固溶强化效应。高温摩擦学测试表明：在较低载荷下磨损机制主要为粘着磨损和氧化磨损；而在较高载荷下则会形成保护性摩擦层，显著降低磨损率并稳定摩擦系数。熔盐腐蚀实验进一步揭示了材料的老化过程——初期会形成保护性的Fe–Cr氧化物层，随后在长时间作用下逐渐发生裂纹扩展和剥落。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。