高熵合金 (HEA) 涉及四种或更多金属元素以等原子或接近等原子的比例混合，由于它们稳定的相结构和优异的高温性能，在高温材料领域的各种应用中表现出巨大的潜力，已成为先进金属材料的一个突出研究领域。FeCrAl中熵合金因其优异的电阻率和高温抗氧化性等特质，被广泛应用于高温领域，但其在高温下的力学性能是目前亟待解决的问题。渗氮是提高钢的耐磨性、疲劳性和腐蚀性能的最重要的热化学表面处理之一，且Cr和Al元素的加入使得合金在渗氮处理后能够大大增加硬化水平。本文采用激光熔覆技术在高温合金12CrMoV表面制备了FeCrAl中熵合金涂层，然后依次添加Ni和Co元素，分别研究了FeCrAl、FeCrAlNi和FeCrAlNiCo三种涂层渗氮前后的微观组织结构以及高温性能。
首先研究了激光熔覆制备FeCrAl中熵合金涂层渗氮前后的微观组织和高温性能。渗氮前，FeCrAl涂层由单相BCC结构组成，组织呈粗大的柱状晶结构。 FeCrAl涂层在500 °C下表现出最好的磨损性能。渗氮后，FeCrAl涂层表面生成CrN、AlN和Fe₄N相，渗氮层厚约35 μm，表面硬度提升了近10倍，渗氮层在室温下表现出最好的磨损性能。
其次研究了激光熔覆制备FeCrAlNi中熵合金涂层渗氮前后的微观组织和高温性能。渗氮前，FeCrAlNi涂层表面除BCC相之外，还析出NiAl相，组织呈粗大的柱状晶结构，晶界处出现了更明显和细长的树枝晶结构，涂层硬度略高于FeCrAl涂层。FeCrAlNi涂层在高温下表现出更好的磨损性能。渗氮后，FeCrAlNi涂层表面生成CrN、AlN、α’_N和Fe₄N相，渗氮层厚度与FeCrAl渗氮层相近，渗氮层表面硬度相较于FeCrAl渗氮层更低，在高温700 °C下磨损性能表现最好。
最后研究了激光熔覆制备FeCrAlNiCo高熵合金涂层渗氮前后的微观组织和高温性能。渗氮前，FeCrAlNiCo涂层表面物相与组织结构和FeCrAlNi涂层相似，硬度在三种涂层中最高，渗氮层厚度最薄，硬度在三种渗氮层中最低。但在高温700 °C下表现出三种渗氮层中更好的磨损性能。
对于三种涂层渗氮前后的高温抗氧化性能，发现FeCrAl涂层在低温下(700 °C) 表现出优势，而在高温下 (1100 °C) FeCrAlNi和FeCrAlNiCo涂层则表现出更低的氧化增重。渗氮对三种涂层的抗氧化性能均起了负面作用。
关键词：高熵合金；激光熔覆；等离子渗氮；耐磨性；高温抗氧化性能
 

高熵合金；激光熔覆；等离子渗氮；耐磨性；高温抗氧化性能