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高熵合金一般是指含五种或五种以上主要元素,且各主要元素按等原子比或近等原子比组成的合金。高熵合金因具有独特的组织结构和优异的性能受到了人们的广泛关注,其摩擦学行为的研究也一直是热门课题。但目前关于高熵合金摩擦学行为的研究多局限于常温环境,其在高温条件下的摩擦磨损性能研究还比较少。基于此,本文采用机械性能良好的Al0.25CoCrFeNi高熵合金作为研究对象,主要探究了温度对Al0.25CoCrFeNi高熵合金渗氮前后摩擦学行为的影响。实验中使用的高熵合金均由WK型钨极非自耗电弧炉熔炼,利用LDMC-100A型等离子氮化炉对高熵合金进行表面渗氮处理。采用HVS–1000型显微硬度计(上海)和Nano Indenter G200型纳米压痕测试仪(美国)进行材料的硬度测量,使用金相显微镜、D/Max-RB型X射线衍射仪(日本理光)、JEOLJSM–6390型扫描电子显微镜以及ESCALAB250型多功能表面分析系统等对材料进行组织结构和物相分析。通过HT-4001型球盘式高温摩擦磨损试验机(中国)测试不同温度下(室温、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃和600℃)Al0.25CoCrFeNi高熵合金渗氮前后的摩擦学行为。本论文的主要结论如下:(1)铸态和轧制退火(轧制量为40%,退火温度700℃,时间30 min)的Al0.25CoCrFeNi高熵合金都是单相FCC结构;铸态高熵合金的硬度约150HV 0.3/15,经轧制退火后高熵合金的硬度达到260 HV 0.3/15左右。(2)Al0.25CoCrFeNi高熵合金渗氮层主要由AlN、CrN以及一些铁氮化合物组成,厚度约9μm,渗氮层的硬度达到13.9 GPa。渗氮后高熵合金的复合硬度达到720 HV 0.5/15,是渗氮前的3倍左右。(3)渗氮前后Al0.25CoCrFeNi高熵合金的摩擦系数与温度都是成负相关关系,也就是说两者的摩擦系数都是随着温度的升高而降低的。原因一方面是温度越高,氧化行为越严重,导致摩擦系数降低;另一方面是当接触界面温度高于临界值时,粘合力随温度升高而降低。(4)Al0.25CoCrFeNi高熵合金在较高的温度下表现出了稳定的摩擦学性能,经渗氮处理后的Al0.25CoCrFeNi高熵合金具有更加优异的耐磨损性能。室温下渗氮后高熵合金的耐磨性是未渗氮的3倍;当温度高于300℃后,渗氮高熵合金的耐磨性能达到未渗氮的7倍。(5)渗氮前后Al0.25CoCrFeNi高熵合金在不同温度下的磨损机制不同。Al0.25CoCrFeNi高熵合金的磨损机制从室温磨粒磨损主导变为200℃剥层磨损为主,然后在300℃转变为剥层磨损和氧化磨损,在300℃以后完全是氧化磨损,此外,在室温到300℃之间,粘着磨损一直存在;而渗氮Al0.25CoCrFeNi高熵合金在室温到200℃之间的磨损机制是磨粒磨损和粘着磨损,温度在300℃以后,磨损机制是氧化磨损为主导。