Fe50Mn30Co10Cr10高エントロピー合金の耐キャビテーション腐食性
Fe50Mn30Co10Cr10からなり、粒径が45～105μmのHEA粉末を、ガスアトマイズ法を用いてアルゴン雰囲気中で調製した。基板はAISI 304ステンレス鋼板である。レーザー走査はジグザグ経路をたどる。そして、アルゴンをキャリアガスおよびシールドガスとして使用し、同軸粉末供給装置を通して3g/分の速度で粉末を移送する。クラッド層の高さは10mmで、試験はクラッド後に行われる。.
キャビテーション壊食試験は、ASTM G32-16(2021) e1規格に準拠した超音波トランスデューサを用いて実施する。振動数は20kHz、振幅は50μmである。試験片の底部を約15mmの深さまで蒸留水に浸し、試験媒体の温度を25度に保つ。試験は20時間続けられ、一定の間隔で質量損失が測定される。.
Fe50Mn30Co10Cr10皮膜のキャビテーションプロセスは、潜伏期間、加速期間、安定化期間の3段階に分けられる。AISI304ステンレス鋼やAlCoCrCuFeコーティングと比較すると、Fe50Mn30Co10Cr10コーティングは、潜伏期間が長く、キャビテーション腐食の割合が低く、明らかな加速期間はない。20時間振動させた後の累積体積損失率は、AlCoCrCuFeコーティングよりも55%低い。.
レーザー溶融析出法により作製したFe50Mn30Co10Cr10皮膜は、20時間のキャビテーション腐食試験後、微小硬さがHV270からHV410まで上昇した。EBSD分析から、HCP ε相は腐食過程で凝集・成長し、FCC γ相からなる基盤に埋め込まれた大きな結晶粒を形成することが示唆された。.
微小硬度
XPS分析によると、腐食後の皮膜表面にはFe2O3、Mn2O3、Co2O3、Cr2O3の安定した酸化物層が形成されている。これらの酸化物は皮膜表面の硬度を高め、剥離を遅らせ、キャビテーション腐食に対する耐性を向上させる。.
