2025年8月27日,机电工程学院机械工程2022级博士李英以“Effect of Fe content on the microstructure and wear resistance of AlCoCrFeNi high-entropy alloy coating prepared by laser cladding”为主题,在日本•东京法政大学举办的第8届机械制造与工业工程国际会议-“可持续机械制造的进展”(MMIE 2025)进行了学术成果汇报和科研经验交流。

随着石油行业的快速发展,大功率柱塞泵的应用日益广泛。柱塞作为柱塞泵的核心零部件,其表面磨损问题直接影响设备的工作效率与使用寿命,因此一直受到工业界与学术界的广泛关注。为有效改善柱塞的耐磨性能并延长其服役周期,提出采用激光熔覆技术,在柱塞表面制备高硬度、高耐磨性的高熵合金涂层,以提升其表面性能与抗磨损能力。

会上,李英介绍了高硬耐磨AlCoCrFeNi高熵合金涂层的激光熔覆工艺,重点解释了由于基体稀释导致涂层中Fe元素含量过高引起的微观组织演变机制以及磨损机理的变化。基于微观组织的表征结果,Fe含量不会影响涂层的相类型,但会改变析出相的形貌,当Fe含量较低时,可以观察到晶粒内部的B2主相上析出的球形/椭圆形BCC相,当Fe含量增加后,BCC和B2相干沉淀相的形状演变为编织状的调幅分解结构。同时,也开展了室温下的摩擦磨损实验,所有涂层的主要磨损机制都是磨料磨损和氧化磨损,磨损模式没有明显变化。随着铁含量的增加,磨损碎屑从细小的雪花状转变为强烈的颗粒状。晶格失配参数是控制涂层微观结构和耐磨性的有效因素。晶格失配度越低,B2主相上析出的球形/椭球形BCC相的涂层耐磨性越好;相反,晶格失配度越高,BCC+B2调幅分解结构的涂层耐磨性越差。
