Effects of substrate temperature and deposition time on the morphology and corrosion resistance of FeCoCrNiMo 0.3 high-e

  • PDF / 2,370,319 Bytes
  • 10 Pages / 592.8 x 841.98 pts Page_size
  • 23 Downloads / 142 Views

DOWNLOAD

REPORT


Effects of substrate temperature and deposition time on the morphology and corrosion resistance of FeCoCrNiMo0.3 high-entropy alloy coating fabricated by magnetron sputtering Chun-duo Dai 1,2), Yu Fu 1,2), Jia-xiang Guo 1,2), and Cui-wei Du 1,2,3) 1) Institute for Advanced Materials and Technology, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Key Laboratory for Corrosion and Protection, Ministry of Education, Beijing 100083, China 3) Beijing Advanced Innovation Center for Materials Genome Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China (Received: 6 May 2020; revised: 20 July 2020; accepted: 21 July 2020)

Abstract: The effects of substrate temperature and deposition time on the morphology and corrosion resistance of FeCoCrNiMo0.3 coating fabricated by magnetron sputtering were investigated by scanning electron microscopy and electrochemical tests. The FeCoCrNiMo0.3 coating was mainly composed of the face-centered cubic phase. High substrate temperature promoted the densification of the coating, and the pitting resistance and protective ability of the coating in 3.5wt% NaCl solution was thus improved. When the deposition time was prolonged at 500°C, the thickness  of  the  coating  remarkably  increased.  Meanwhile,  the  pitting  resistance  improved  as  the  deposition  time  increased  from  1  to  3  h; however, further improvement could not be obtained for the coating sputtered for 5 h. Overall, the pitting resistance of the FeCoCrNiMo0.3 coating sputtered at 500°C for 3 h exceeds those of most of the reported high-entropy alloy coatings. Keywords: high-entropy alloy coating; magnetron sputtering; microstructure; corrosion

 

1. Introduction Surface coating is an effective method for enhancing the corrosion resistance, wear resistance, and hardness of a metal substrate  subjected  to  a  harsh  environment  [1].  The  use  of surface coating has been known to improve the durability and service life of structural components. Passive films of about 1–3 nm thickness forming on the surface of alloys for corrosion resistance play a key role in protecting metals from corrosive  media  [2−4].  Similarly,  surface  coating  technology can  be  used  to  protect  metal  surfaces  and  is  cost-effective. Many types of binary or ternary corrosion-resistant coatings have been  developed,  and  they  include  metal  carbide   coatings and metal nitrides or oxide coatings [5−10]. Magnetron sputtering is a widely used deposition technique for fabrication of surface coating [11]. In the past few years, high-entropy alloys (HEAs) with a simple  structure  and  high  chemical  disorder  have  attracted much attention due to their surprising and unanticipated combination of properties [12−18]. These HEAs present enormous opportunities and challenges in the design of novel multi   

principal coating with outstanding properties [19−21]. HEA coating  come  in  the  form  of  wear-resistant  coatings,  e.g., Ni0.2Co0.6Fe0.2CrSi0.2AlTi0.2 [22] and FeNiCoAlCu [23]; oxidation-