激光能量密度调控AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金涂层的微观结构与腐蚀行为研究

本文系统研究了激光能量密度（45-70 J/mm2）对激光熔覆AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金（EHEA）涂层的影响，揭示了FCC（面心立方）/BCC（体心立方）双相结构的演变规律。研究发现，低能量密度下形成的层状共晶结构随能量升高逐渐粗化，FCC相含量增加使涂层耐蚀性提升，70 J/mm2时腐蚀性能最优。该研究为高性能EHEA涂层的工艺优化提供了理论依据。

　　

Highlights

• 通过激光熔覆技术观察到AlCoCrFeNi_2.1 EHEA涂层中FCC+BCC层状结构的形成机制

• 揭示了激光熔覆AlCoCrFeNi_2.1涂层的点蚀（pitting corrosion）机理

• 元素Al在涂层微观结构和腐蚀性能中起关键调控作用

Conclusions

通过不同激光能量密度在38CrMoAl基体上成功制备AlCoCrFeNi_2.1 EHEA涂层，主要发现如下：

1. 涂层凝固过程中元素分布稳定，但激光能量密度升高会显著改变微观结构，形成有趣的"三明治"式相变梯度；

2. 就像温度敏感的调色盘，FCC和BCC结构相会因Al元素的富集/耗竭发生形态演变，BCC相甚至展现出层状、胞状和球状三种"变形记"；

3. 在NaCl溶液中，Cl^-离子像微型"腐蚀催化剂"，显著影响钝化行为和局部腐蚀，最终导致富Ni-Al相的选择性溶解和点蚀坑的萌生。这项研究为定制化设计抗腐蚀EHEA涂层提供了工艺蓝图。