本发明专利技术公开了一种高熵合金粉（即CrFeNiTiMo）,由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo元素粉末组成，同时还提供了所述高熵合金粉利用激光制备熔覆层的方法，包括对所述高熵合金粉进行球磨步骤；对基体进行预处理步骤；制备预置层；最后采用激光器进行熔覆层的制备，在整个球磨过程和激光处理过程均用Ar保护。本发明专利技术中的高熵合金粉制备的熔覆层硬度明显提高，达到维氏硬度800HV，合金元素中的Mo是非常有效的固溶强化元素，可细化晶粒，Mo元素的存在有效提高了固溶体的溶质原子数量，溶质原子和位错存在交互作用，增加了位错运动阻力，使合金强度提高；大原子半径Ti元素易产生晶格畸变，生产大量的固溶体，固溶强化作用明显。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高熵合金及其熔覆层制备方法领域，具体的说，是由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo五中元素粉末组成高熵合金粉及其激光熔覆层的制备方法。
技术介绍
传统的合金均以一种或两种(如Fe、Al、Mg、Ni、Co、Cu等)金属为主要组元，合金的结构和性能主要取决于主要组元。随着科学技术的不断进步，对材料的要求越来越高，现有合金已不能满足实际需要。高熵合金正是在这种背景下开发出来的一类新型合金材料，高熵合金又称高混乱度合金，是由我国台湾学者在20世纪90年代率先打破传统合金设计模式，提出的新合金设计理念，由于其熵值较传统合金高，故称高熵合金。与传统合金的不同在于：高熵合金是指含多种主要元素的合金，其中每个主要元素都具有高的摩尔分数，但不超过35％，这种合金是由多种元素集体体现而表现其特色，该类合金金相结构简单，甚至会出现非晶相和纳米相，合金具有优良的综合性能，从而成为在材料科学和凝聚态物理领域中的一个新的研究热点。现有常见的高熵合金有叶均蔚等发现的以CoCrCuFeNi为代表的面心立方固溶体结构的合金；张勇等发现的以AlCoCrFeNi为代表的体心立方固溶体结构的合金，但随着高熵合金材料的不断发展和不断的实验，现需要有硬度更好、抗腐蚀性强、屈服强度和断裂强度更高的高熵合金。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高熵合金粉，用于通过激光熔覆手段提高现有金属材料的耐磨性、硬度和强度指标；同时本专利技术还提供一种高熵合金粉利用激光制备熔覆层的方法，用于对现有材料进行表面处理，获得高硬度、耐碱性腐蚀性能的金属材料，以满足如涡轮、轴承等在特定环境下工作的，对材料硬度、强度要求极高的零件进行制造。本专利技术通过下述技术方案实现：一种高熵合金粉，即CrFeNiTiMo,由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo元素粉末组成，各元素粉末粒度范围为200-300目，各元素粉末的纯度均大于等于99.9％，所述Cr、Fe、Ni、Ti、Mo的摩尔比为(1～1.05)：(1～1.05)：(1～1.05)：(0.1～1.5)：(0.1～1.5)。一种高熵合金粉,由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo元素粉末组成，各元素粉末粒度范围为200-300目，各元素粉末的纯度均大于等于99.9％，所述Cr、Fe、Ni、Ti、Mo的摩尔比为1:1:1:1：1。一种高熵合金粉利用激光制备熔覆层的方法，由以下步骤组成：步骤3.1将所述高熵合金粉放入球磨机中，利用抽真空机对球磨机进行真空抽取，当真空度达到5000Pa以下后，注入Ar气进行球磨，持续球磨时间为6-8小时；步骤3.2将基体进行预处理，具体处理步骤依次为清洗、干燥、打磨、精磨并检查粗糙度，当粗糙度Ra＜1.6时，用丙酮进行表面清洗，风干10-15分钟，再次用丙酮清洗，自然风干60分钟以上待用；步骤3.3将步骤3.1中球磨完成的高熵合金粉用纯度为90-95％的乙醇进行润湿并搅拌，均匀平铺在基体表面上，平铺厚度为0.8-1.2mm形成预置层，进行自然风干待用；优选地，所述预置层为0.8-0.9mm，进一步优选为0.8mm。步骤3.4将步骤3.3中干燥的预置层采用激光器进行激光熔覆处理，所述激光器的光斑调为圆形光斑，光斑直径D＝3.5-4.5mm，功率P＝2.2-2.6KW，扫描速度v＝4-5mm/s，熔覆的整个过程采用Ar气保护。优选地，所述步骤3.1所述球磨机的初始转速为200转/分，球磨时间每达到1小时对应转速增加50转/分，最高不超过500转/分。优选地，所述步骤3.3所述基体为40Cr钢、42CrMo、45钢中任意一种。优选地，所述步骤3.4所述激光器为高功率CO2激光器。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)通过本专利技术中的高熵合金粉制备的熔覆层硬度明显提高，达到维氏硬度800HV，同时，本专利技术中合金元素中的Mo是非常有效的固溶强化元素，可细化晶粒，Mo元素的存在有效提高了固溶体的溶质原子数量，溶质原子和位错存在交互作用，增加了位错运动阻力，使合金强度提高；大原子半径Ti元素易产生晶格畸变，生产大量的固溶体，固溶强化作用明显。(2)本专利技术中对高熵合金熔覆层的耐腐蚀性明显提高，本专利技术中大原子半径Mo元素和Ti元素使得晶格畸变加剧，造成晶界处具有较高的能量，成为易腐蚀的部位。Ti元素本身具有优异的耐蚀性合金涂层耐蚀性好。Ti元素可在1mol/L NaOH溶液中形成致密的氧化膜，对内部合金涂层起到良好的保护作用。附图说明图1为本专利技术实施例4的回火硬度曲线图；图2为本专利技术实施例1-6在880摄氏度的硬度曲线图；图3为本专利技术在1mol/L NaOH溶液中自腐蚀电流曲线图；图4为本专利技术在1mol/L NaOH溶液中自腐蚀电位曲线图；图5为本专利技术实施例4的熔覆层厚度与硬度的关系曲线图；图6为本专利技术实施例4和实施例5的高熵合金XRD图谱；图7为本专利技术中高熵合金CrFeNiTiMo显微组织；图8为CrFeNiTiMo高熵合金中Cr元素面分布；图9为CrFeNiTiMo高熵合金中Fe元素面分布；图10为CrFeNiTiMo高熵合金中Ni元素面分布；图11为CrFeNiTiMo高熵合金中Ti元素面分布；图12为CrFeNiTiMo高熵合金中Mo元素面分布。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。结合附图1-12所示，以40Cr钢为基体材料进行，实施例中涉及名词解释如下：原子比：化合物中元素原子的个数比。摩尔比：“物质的量”是表示物质的多少，但是它是以个数来计数的，如果物质是分子它就是指分子的个数，如果物质是原子它就指原子的个数，但是一个分子或一个原子对我们根本没有用，比较抽象，在实际应用中也没有意义，于是就用了一个比较大的数目，阿伏伽德罗常数(摩尔常量)：六点零二乘以十的二十三次方。1摩尔某物质就有这么多个数的原子或分子。1摩尔某物质的质量就刚好是它的分子量那么多克。如1摩尔S是32g,1摩尔N2是28g。摩尔分数：混合物或溶液中的一种物质的物质的量与各组分的物质的量之和之比，即为该组分的摩尔分数。熵：一个系统中\无秩序\的程度，也表征生命活动过程质量的一种度量。组元:组成合金的独立的、最基本的单元称为组元，组元可以是组成合金的元素或稳定的化合物。实施例1：一种高熵合金粉,由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo元素粉末组成，各元素粉末粒度范围为200-300目，各元素粉末的纯度均大于等于99.9％，所述Cr、Fe、Ni、Ti、Mo的摩尔比为1:1:1:0.2：0.2。实施例2：一种高熵合金粉,由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo元素粉末组成，各元素粉末粒度范围为200-300目，各元素粉末的纯度均大于等于99.9％，所述Cr、Fe、Ni、Ti、Mo的摩尔比为1:1:1:0.5：0.5。实施例3：一种高熵合金粉,由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo元素粉末组成，各元素粉末粒度范围为200-300目，各元素粉末的纯度均大于等于99.9％，所述Cr、Fe、Ni、Ti、Mo的摩尔比为1:1:1:0.75：0.75。实施例4：一种高熵合金粉,由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo元素粉末组成，各元素粉末粒度范围为200-300目，各元素粉末的纯度均大于等于99.9％，所述Cr、Fe、Ni、Ti、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高熵合金粉,其特征在于，由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo元素粉末组成，各元素粉末粒度范围为200‑300目，各元素粉末的纯度均大于等于99.9%，所述Cr、Fe、Ni、Ti、Mo的摩尔比为（1～1.05）：（1～1.05）：（1～1.05）：（0.1～1.5）：（0.1～1.5）。
【技术特征摘要】
1.一种高熵合金粉,其特征在于，由Cr、Fe、Ni、Ti、Mo元素粉末组成，各元素粉末粒度范围为200-300目，各元素粉末的纯度均大于等于99.9%，所述Cr、Fe、Ni、Ti、Mo的摩尔比为（1～1.05）：（1～1.05）：（1～1.05）：（0.1～1.5）：（0.1～1.5）。2.根据权利要求1所述的一种高熵合金粉,其特征在于，所述Cr、Fe、Ni、Ti、Mo的摩尔比为1:1:1:1：1。3.根据权利要求1或2所述的一种高熵合金粉利用激光制备熔覆层的方法，其特征在于，由以下步骤组成：步骤3.1将所述高熵合金粉放入球磨机中，利用抽真空机对球磨机进行真空抽取，当真空度达到5000Pa以下后，注入Ar气进行球磨，持续球磨时间为6-8小时；步骤3.2将基体进行预处理，具体处理步骤依次为清洗、干燥、打磨、精磨并检查粗糙度，当粗糙度Ra＜1.6时，用丙酮进行表面清洗，风干10-15分钟，再次用丙酮清洗，自然风干60分钟以上待用；步骤3.3将步骤3.1中球磨完成的高熵合金粉用纯度为90-9...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱星武，吴明军，刘春阁，
申请(专利权)人：四川建筑职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川;51
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