本文将不同Cu含量的(CoCrFeNi)100-xCux高熵合金(x=10、20、30、40、50)作为中间层,利用放电等离子烧结对WC-10％Co(质量分数)硬质合金和42CrMo钢进行固相扩散焊,探究了高熵合金中间层成分对焊接接头界面组织特征、元素扩散行为及最终力学性能的影响.结果显示,各成分下硬质合金与高熵合金界面均无明显微孔和微裂纹,但高熵合金中间层与42CrMo 钢界面普遍存在少量微孔,且低Cu含量(CoCrFeNi)90Cu10与42CrMo钢界面存在大量微孔和微裂纹.扩散焊后中间层出现了富Cu相和富Cr相,其中富Cu相在Cu的原子数分数减小到10％后基本消失,而富Cr相主要分布在界面附近,且Cu的原子数分数增加到50％时主要分布在贫Cu相边缘及内部.中间层元素(Co、Cr、Fe、Ni)在硬质合金中的扩散距离比硬质合金中W元素在中间层的扩散距离要远.相较而言,高熵合金中间层各元素与42CrMo钢之间的元素扩散距离基本相同.另外,在使用(CoCrFeNi)100-xCux高熵合金作为中间层时,焊接接头的抗拉强度随着中间层Cu含量的增加而明显增大,当Cu的原子数分数为40％时抗拉强度达到最大值507 MPa,随后继续增加Cu含量强度基本不变.

高熵合金;硬质合金;扩散焊;放电等离子烧结;微观组织;元素扩散

吴正刚;周力;马毅;彭飞

湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410082;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014;南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心,江苏南京 210009

硬质合金

[1]吴正刚;周力;马毅;彭飞-.(CoCrFeNi)100-xCux中间层对WC-10％Co硬质合金与42CrMo钢快速扩散连接的影响)[J].硬质合金,2022(05):372-382

固相扩散焊,90Cu10

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