【優(yōu)秀文章分享】Pt 改性共晶高熵合金 AlCoCrFeNi2.1熱腐蝕行為研究前言 高熵合金（HEA）因多主元設(shè)計而成為研究熱點。AlCoCrFeNi2.1 共晶高熵合金因其獨特的性能備受關(guān)注，但在高溫氧化環(huán)境中，其表面氧化膜粘附性差，易剝落，導(dǎo)致合金內(nèi) Al 損失和組織退化。添加活性元素可提高合金氧化性，而 Pt 的存在能促進 α-Al2O3 形成，抑制硫和孔洞在氧化膜/涂層界面偏析，穩(wěn)定合金中的 β 相。  實驗材料與方法 采用真空電弧熔煉方式制備兩種共晶高熵合金，經(jīng)過反復(fù)熔煉和真空吸鑄制成合金錠，再切割成樣品。對 YHfPt-EHEA 樣品進行電鍍 Pt 和真空退火處理，形成富 Pt 層。 將樣品分別置于 800°C Na2SO4/K2SO4（質(zhì)量分數(shù) 75%:25%）和 900°C 的 Na2SO4/NaCl（質(zhì)量分數(shù) 75%:25%）混合鹽氣氛中進行熱腐蝕實驗 實驗結(jié)果與分析 800°C 熱腐蝕行為 在 800°C 的 Na2SO4/K2SO4 熱腐蝕作用下，YHf-EHEA 表面的氧化膜出現(xiàn)大面積剝落，而 YHfPt-EHEA 表面氧化膜完整。YHf-EHEA 樣品在最初的 20h 質(zhì)量增加快，隨后質(zhì)量變化起伏，意味著氧化膜剝落和再生長。YHfPt-EHEA 樣品質(zhì)量增加穩(wěn)定，表明耐熱腐蝕性提高。YHfPt-EHEA 表面氧化膜致密且連續(xù)，無剝落現(xiàn)象，Al2O3 顆粒呈結(jié)節(jié)狀，而 YHf-EHEA 表面氧化膜出現(xiàn)大面積剝落和裂紋。   900°C 熱腐蝕行為 在 900°C 的 Na2SO4/NaCl 混合鹽環(huán)境中，O 和 S 向 YHf-EHEA 內(nèi)快速擴散，形成大量氧化物和硫化物，加速氧化膜開裂和剝落。相比之下，Pt 的存在減緩了 S 向 YHfPt-EHEA 內(nèi)的擴散，抑制了合金的熱腐蝕行為。YHf-EHEA 合金內(nèi)部出現(xiàn)大量孔洞、內(nèi)氧化物和少量硫化物，而 YHfPt-EHEA 合金內(nèi)部富含 Pt 的相體積分數(shù)減少，但有效抑制了合金內(nèi)孔洞的形成。  抗腐蝕機制 800°C 腐蝕退化機理** ：在高溫條件下，共晶高熵合金表面存在硫酸鹽時，會發(fā)生一系列反應(yīng)導(dǎo)致 Al2O3 膜溶解、剝落，合金內(nèi) Al 消耗，形成貧鋁區(qū)，失去保護能力。而 Pt 的加入增強了合金氧化膜的粘附性，抑制了合金內(nèi)組織的退化。  *900°C 混合鹽腐蝕退化機制** ：含 Cl- 的混合鹽腐蝕性較強，Cl- 擴散能力強，液態(tài)熔鹽膜為 Cl- 的自由移動提供幫助，導(dǎo)致晶界處孔洞和點蝕坑的形成，為腐蝕性介質(zhì)傳輸提供快速擴散通道。Pt 的加入抑制了合金的內(nèi)部硫化和孔洞的形成。 結(jié)論 在 800°C 下 (Na2SO4+K2SO4) 混合鹽熱腐蝕 200h 后，YHf-EHEA 出現(xiàn)反復(fù)剝落的現(xiàn)象，而 YHfPt-EHEA 表面氧化膜均勻緊致，沒有剝落現(xiàn)象，表明 Pt 的添加顯著提高了 YHfPt-EHEA 表面氧化膜與合金的粘附性。 在 900°C 下 (Na2SO4+NaCl) 混合鹽熱腐蝕 20h 后，兩種 EHEA 表面均有剝落，但 YHf-EHEA 內(nèi)部出現(xiàn)大面積硫化產(chǎn)物，YHfPt-EHEA 則明顯減緩了硫化行為。 參考文獻： 【Pt 改性共晶高熵合金 AlCoCrFeNi2.1熱腐蝕行為研究】 黃勤英，李彧卓，陽穎飛，任盼，王啟偉 |
