Fe50Mn30Co10Cr10 고엔트로피 합금의 캐비테이션 내식성
입자 크기가 45~105μm인 Fe50Mn30Co10Cr10으로 구성된 HEA 분말을 가스 분무법을 사용하여 아르곤 분위기에서 제조했습니다. 기판은 AISI 304 스테인리스 스틸 보드입니다. 레이저 스캐닝은 지그재그 경로를 따릅니다. 그리고 분말은 동축 분말 공급 장비를 통해 아르곤을 운반체 및 차폐 가스로 사용하여 분당 3g의 속도로 이송됩니다. 클래딩 층의 높이는 10mm이며 테스트는 클래딩 후 수행됩니다.
캐비테이션 침식 테스트는 ASTM G32-16(2021) e1 표준에 따라 초음파 트랜스듀서에서 수행됩니다. 진동 주파수는 20kHz, 진폭은 50μm입니다. 테스트 시편의 바닥을 증류수에 약 15mm 깊이까지 담그고 테스트 매체의 온도를 25도로 유지합니다. 테스트는 20시간 동안 계속되며 질량 손실은 일정한 간격으로 측정됩니다.
Fe50Mn30Co10Cr10 코팅의 캐비테이션 공정은 배양 기간, 가속 기간 및 안정화 기간의 세 단계로 나뉩니다. AISI 304 스테인리스 스틸 및 AlCoCrCuFe 코팅에 비해 Fe50Mn30Co10Cr10 코팅은 배양 기간이 길고 캐비테이션 부식 속도가 낮으며 가속 기간이 뚜렷하지 않습니다. 20시간 동안 진동한 후 누적 체적 손실률은 AlCoCrCuFe 코팅보다 55% 적습니다.
20시간 캐비테이션 부식 테스트 후 레이저 용융 증착으로 제조된 Fe50Mn30Co10Cr10 코팅은 미세 경도가 HV 270에서 HV 410으로 증가합니다. EBSD 분석 결과, 부식 과정에서 HCP ε 상이 응집 및 성장하여 FCC γ 상으로 구성된 베이스에 큰 입자를 형성하는 것으로 나타났습니다.
미세 경도
XPS 분석에 따르면 부식 후 코팅 표면에 안정적인 Fe2O3, Mn2O3, Co2O3 및 Cr2O3 산화물 층이 형성됩니다. 이러한 산화물은 코팅 표면의 경도를 높이고 박리를 지연시켜 캐비테이션 부식에 대한 저항력을 향상시킵니다.
