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高熵合金优异的力学性能使其可作为结构材料应用于诸多工业领域。环境的腐蚀是结构材料失效的主要形式之一,对高熵合金的腐蚀行为与机理研究具有重要的科学及应用价值。本文选用典型的FeCoCrNi合金为基体,采用耐蚀元素Mo进行合金化,通过调控Mo含量及微观组织优化FeCoCrNiMox高熵合金耐蚀性能,以期得到具有优异耐蚀性能的FeCoCrNiMox高熵合金。本文从合金固有因素及环境因素考虑,包括合金元素组成,微观组织及氢三方面的影响,对FeCoCrNiMox高熵合金的腐蚀行为与机理进行研究,建立合金成分-微观组织-耐蚀性能间关联,为耐蚀高熵合金成分设计及组织调控奠定理论基础。(1)通过电弧熔炼得到FeCoCrNiMox(x=0,0.1,0.3,0.6)高熵合金,利用组织表征及电化学测试系统研究了 Mo含量对铸态FeCoCrNiMox高熵合金组织结构及腐蚀行为的影响。研究表明FeCoCrNiMo0和FeCoCrNiMo0.1合金为单相FCC结构固溶体。FeCoCrNiMo0.3合金中有富Cr和Mo析出相形成,在FeCoCrNiMo0.6合金中析出相增多,与基体形成双相结构。因此单相FeCoCrNiMo0 和 FeCoCrNiMo0.1 合金在Cl-溶液中发生点蚀,FeCoCrNiMo0.3和FeCoCrNiMo0.6合金则在贫Cr和Mo区域发生优先局部腐蚀。(2)采用全面的钝化膜表征方法对FeCoCrNiMox高熵合金的钝化行为进行研究。研究表明FeCoCrNiMox高熵合金在0.5 M H2SO4溶液中形成具有双层结构的钝化膜,外层主要为Cr/Fe氧化物和氢氧化物及MoO3,内层主要为Cr的氧化物及氢氧化物且Cr2O3/Cr(OH)3 比例较高,同时含有少量的MoO2,内层钝化膜对钝化膜的保护能力起着主要作用。Cr的氧化物构成了钝化膜的主体,而氧化钼兼并到钝化膜中能有效抵抗酸性溶液中氯离子的侵蚀。合金中高Cr/Mo 比例促进合金的钝化能力,有利于含高Cr2O3/Cr(OH)3的钝化膜形成。FeCoCrNiMo0.1合金中Cr和Mo元素协调作用最为有效,因此产生了高耐蚀钝化膜。而FeCoCrNiMo0.6中Cr/Mo 比例较低,钝化膜保护能力较弱。(3)采用磁悬浮熔炼得到大块FeCoCrNiMo0.1高熵合金,通过热处理进一步对其微观组织进行调控,获得微观组织对耐蚀性能及力学性能的影响规律。经1300℃保温24 h均匀化处理后,FeCoCrNiMo0.1高熵合金的元素及组织获得均匀分布。退火工艺影响合金的晶粒度及晶界分布等微观组织特征,研究表明经900℃保温30 min及900℃保温60min退火后合金表现出了较好的耐点蚀性能,并且两种退火工艺下合金的小角晶界比例较高,有利于合金的协调变形,从而获得较好的强韧结合性能。(4)通过电化学充氢及慢应变速率拉伸实验,研究了氢与力协同作用下FeCoCrNiMo0.1合金的失效机制。研究表明氢很大程度抑制了合金表面钝化膜形成,因此降低了 FeCoCrNiMo0.1合金在1 M NaCl溶液中的耐蚀性能;25 mA/cm2预充氢72 h后且拉伸过程中仍保持动态充氢,FeCoCrNiMo0.1延伸率损失为27.08%,合金表现出了氢脆敏感性。在氢促进局部塑性变形及氢致弱键机制的共同作用下,合金断口形貌为沿晶断裂及准解离断裂,且裂纹优先在三叉晶界处形核,以沿晶和穿晶模式扩展。