《表2 3种高熵合金腐蚀45 d后的元素分布》

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《CuCrFeNiMn高熵合金在30%硝酸溶液中的耐蚀性能》

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CuCr2Fe2Ni2Mn2合金具有最佳的耐蚀性能主要与其单一的FCC组织结构有关。而CuCrFeNiMn合金和Cu2CrFe2Ni Mn2合金较差的耐蚀性能与其FCC+BCC的混合组织相关。由于合金组织中物相单一，减弱了合金在腐蚀介质中的原电池腐蚀程度，因而提高了合金的耐蚀性；相反，具有典型枝晶或枝晶间结构的合金的原电池腐蚀程度相对严重，因此表现出相对较差的耐蚀性能。合金在浸蚀腐蚀过程中枝晶间区域腐蚀较为严重，这是因为晶粒边界是最后才凝固的部分，熔点比较低，化学活性强，当固体合金在腐蚀液中溶解时，晶界将优先发生腐蚀。在S304不锈钢中，C和Cr形成碳化物Cr23C6在晶界析出，导致晶界形成贫Cr区而使电位下降成为微电池阳极，加速了合金的腐蚀速度，形成晶间腐蚀，这种现象称为敏化[16]；而多主元的高熵合金的结构比较单一，没有夹杂相，在一定程度上减小了晶间腐蚀倾向，所以高熵合金的耐蚀性远胜过S304不锈钢的。3种高熵合金的成分差异也使合金的耐蚀性有一定的差别。Cu2CrFe2Ni Mn2合金中的Cu元素含量最高，Cu元素偏聚的同时合金中也形成贫铜区，这样就形成了电位差，Cu的偏聚区和贫铜区构成微电偶电池，加速了腐蚀，和S304敏化现象比较相似。5种元素中Cr最容易产生钝化现象，尤其是在硝酸这种强氧化性酸中，Cu元素的偏聚增长了Cr元素的偏聚，在Cr元素的偏聚区就形成了一层致密的钝化膜，在贫Cr区形成钝化膜的能力欠佳，从而就不能在合金表面形成一层完整的钝化膜，腐蚀容易在钝化膜较薄的区域发生，NO3-就开始和合金的元素形成化合物，贫Cr区正是Cu元素的偏聚区，因此富Cu区将优先发生腐蚀，并使得Cu含量较低，3种高熵合金腐蚀后的EDS能谱分析也验证了上述分析，见图5及表2。