单相CoCrFeNi与两相AlCoCrFeNi高熵合金在3.5% NaCl溶液中的腐蚀磨损行为研究

高熵合金以其独特的多主元固溶体结构特征，能够兼具有优异的耐蚀性和耐磨性，在海洋工程领域具有重要应用前景。本文中系统研究了 CoCrFeNi 和 AlCoCrFeNi 高熵合金在质量分数为 3.5%的 NaCl 溶液中的腐蚀磨损性能，选择 304 不锈钢作为对比合金，定量计算了腐蚀与磨损交互作用。研究发现： CoCrFeNi合金为面心立方(FCC)相结构， AlCoCrFeNi 合金为体心立方(BCC)相与有序体心立方(B2)相耦合双相结构。相比 CoCrFeNi 合金， AlCoCrFeNi 合金的耐腐蚀性能较差，这归因于两个方面：两相结构形成的微观腐蚀电池； Al 元素与 Cr 元素在腐蚀过程中竞争氧原子，并且其自身化学性质更为活泼，减少了钝化层 Cr2O3 的含量。 相比静态纯腐蚀条件，动态腐蚀磨损条件加剧了 CoCrFeNi 和 AlCoCrFeNi 高熵合金的腐蚀行为。在阴极保护的纯磨损工况下，归因于固溶强化作用， CoCrFeNi 和 AlCoCrFeNi 高熵合金表现出优于 304 不锈钢的高硬度和抗磨损性能； BCC/B2 相耦合 AlCoCrFeNi 合金表现出最高的硬度和最优异的抗磨损性能。在腐蚀磨损工况下，腐蚀加剧了合金的磨损行为；耐蚀性最佳、硬度适中的 CoCrFeNi 合金表现出最低的ΔWC (因腐蚀而导致摩擦速率增量)，耐蚀性较差的 AlCoCrFeNi 合金和硬度较低的 304 不锈钢表现出较高的Δ WC。 CoCrFeNi、 AlCoCrFeNi 高熵合金和 304 不锈钢的Δ Wc/W0 (纯磨损速率）值均低于 1，在腐蚀磨损过程中的材料损失主要受磨损的影响。