机械工程学报

作者：王鹏程, 李锦政, 刘维瀚, 陈海燕, 李文亚

单位：1. 西北工业大学材料学院 西安 710072;2. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室 西安 710072

关键词：钎焊,硬质合金,高熵合金,界面组织,力学性能；

基金：国家重点研发计划(2022YFB3402200)、国家自然科学基金(52374402)、中国博士后科学基金(2023TQ0271，2023M742831)、国家科技重大专项(J2022-VII-0003-0045)、宁波市首批重大科技攻关(2022Z109)和广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515111150)资助项目。

AlxCoCrFeNi系高熵合金具有优异的韧性和耐腐蚀性，是深空探测、地质钻探等苛刻服役工况下的理想材料。但其硬度低、摩擦磨损性能差的缺点限制了进一步应用。硬质合金的突出特点是具有超高硬度和良好耐磨性。为使AlxCoCrFeNi系高熵合金适应摩擦磨损等恶劣服役环境，获得兼具高韧性与高硬度的复合构件。本研究采用BNi2钎料钎焊连接YG15硬质合金与Al0.3CoCrFeNi高熵合金，阐明了钎焊温度对YG15/Al0.3CoCrFeNi钎焊接头的微观组织形貌及其力学性能影响。结果表明：焊缝中心组织以Ni(s,s)为主，高熵合金侧扩散区由BNi2与基体在钎焊过程中互扩散形成，硬质合金侧形成了W(s,s)相。典型接头微观组织结构为YG15/W(s,s)/Ni(s,s)+Cr0.8Ni0.2/HEA+Cr5B3/Al0.3CoCrFeNi。当保温时间一定时，随着钎焊温度的升高，接头的剪切强度先增大后减小，接头的失效发生在焊缝靠近硬质合金母材处。在1 080 ℃/10 min的工艺参数下，接头的剪切强度最高可以达到354 MPa。研究实现了高熵合金与硬质合金的钎焊连接，获得了YG15/Al0.3CoCrFeNi复合构件，为极端复杂服役环境下的高熵合金/硬质合金复合构件的制备提供了新的视野。

来源：2024年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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