大气等离子喷涂制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的研究现状

2023-01-15张士陶刘正义李文戈阮海妮陈美彤赵远涛

机械工程材料 2022年5期

马震，张士陶，刘正义，李文戈，阮海妮，陈美彤，赵远涛

(1.埃地沃兹贸易(上海)有限公司，上海 201203；2.上海海事大学商船学院，上海 201306)

0 引言

高熵合金由5种及5种以上原子分数相接近的主要元素构成[1-2]，具有高熵效应、晶格畸变效应及“鸡尾酒”效应，且具有比传统合金更优异的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能、抗氧化性能、物理性能和抗辐照性能等[3]。在高熵合金体系中，第四周期的4种金属元素(铁、钴、镍、铬)可与其他元素(锰、铝、钼、钛及非金属元素等)构成高性能的FeCoNiCr系高熵合金体系[4-5]，例如：与钼元素形成的FeCoNiCrMo合金因具有晶格畸变效应而具备优异的力学性能；铝元素在氧化过程中能生成致密的Al2O3保护膜，可赋予FeCoNiCrAl合金优异的抗氧化性能[6]。

近年来，随着表面工程领域需求的不断提升，FeCoNiCr系高熵合金也逐渐用于制备涂层[7]，相应的涂层制备方法包括激光熔覆[8]、热喷涂[9]、冷喷涂[10]、磁控溅射[11]、电化学沉积[12]等，且相关研究日益增多。大气等离子喷涂(Atmospheric plasma spraying, APS)工艺属于热喷涂的一种，因具有工艺稳定、效率高、涂层质量高、喷涂原料种类多及工业化应用程度高等优点，已被用于FeCoNiCr系高熵合金涂层的制备及研究[13]。目前国内外学者主要针对APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的组织结构、高熵合金成分选择及涂层性能等方面进行了研究[14-15]。为了给相关研究人员提供参考，作者综述了APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的研究进展，主要总结了现有研究重点、成果及相关理论基础，明确了现有研究的不足及相应解决路线，并基于现有研究对APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的未来研究与应用方向进行了展望。

1 FeCoNiCr系高熵合金涂层成分选择

1.1 元素选择

目前有锰、铝、钼、钛、铌等金属元素及硅等非金属元素被用于FeCoNiCr系高熵合金涂层的APS制备。其中，单独添加铝、钛或硅元素的FeCoNiCr系高熵合金涂层因制备工艺成熟、结构完整、性能优异而被广泛研究和应用[7,9]。ANG等[3]采用APS方法制备了FeCoNiCrAl合金涂层，发现铝元素具有稳定FeCoNiCrAl合金体心立方(BCC)结构的作用，但在喷涂过程中随着铝元素的氧化消耗，FeCoNiCrAl合金涂层中BCC相的含量降低。熊伟[16]在FeCoNiCrAl合金的成分基础上添加钛或硅元素，采用APS工艺制备了FeCoNiCrAlTi和FeCoNiCrAlSi 高熵合金涂层，两种合金涂层均由BCC结构的主相和面心立方(FCC)结构的次相组成，其中FeCoNiCrAlTi涂层以Fe-Cr基BCC结构为主，而FeCoNiCrAlSi涂层则以Co-Fe基BCC结构为主。XIAO等[17]采用APS工艺制备了FeCoNiCrSiAlx(x=0.5,1.0,1.5，物质的量比，下同)高熵合金涂层，发现铝含量变化未引起涂层晶格结构产生明显变化，但随着铝元素含量的增加，涂层的晶格畸变程度增加。

另外，ANG等[3]采用APS方法制备了FeCoNiCrMn合金涂层，发现锰元素促使FeCoNiCrMn合金形成了稳定的FCC结构相，减少了涂层中BCC结构相的出现。但XIAO等[18]采用APS方法制备了FeCoNiCrMn合金涂层，发现等离子喷涂焰流的温度可以达到10 000 K，这一温度远超锰元素的沸点(2 334.15 K)，因此在涂层制备中锰元素可能会较快挥发。ZHANG等[19]采用APS方法制备了FeCoNiCrMo合金涂层，研究发现钼元素也具有稳定FCC结构的作用，但钼原子半径大，致使钼元素在高熵合金中的含量有限，这在一定程度上限制了FeCoNiCrMo高熵合金的应用。

除了上述合金元素外，研究人员还通过添加铜[20]、硼[21]等元素，采用APS工艺制备了多种具有不同高熵效应、晶格畸变效应和“鸡尾酒”效应的FeCoNiCr系高熵合金涂层，但目前相关研究较少，仍需进一步探究铜、硼等元素对APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的影响。

1.2 复合涂层材料选择

除了简单的FeCoNiCr系高熵合金涂层外，通过将FeCoNiCr系高熵合金和其他合金或化合物等粉末颗粒结合制备复合涂层可以改善高熵合金涂层中存在的颗粒熔融效果不良、合金化程度不高及缺陷较多等问题，达到提高涂层性能的目的。研究发现，采用自熔性较好的合金粉末与FeCoNiCr系合金粉末共同制备涂层，可制备孔隙率低、结合强度高且性能优异的FeCoNiCr系复合涂层[9]。目前相关研究主要集中在提高APS制备FeCoNiCr系复合涂层的硬度和摩擦磨损性能上。

TIAN等[9]采用APS工艺制备了FeCoNiCrAlTi/Ni60复合涂层，有效降低了涂层的孔隙率，该复合涂层在室温和500 ℃下均具有比单一FeCoNiCrAlTi涂层更低的摩擦因数与磨损量。熊伟等[16]采用APS工艺制备了FeCoNiCrAlTi/NiCrBSi复合涂层，发现NiCrBSi合金提高了涂层与基体的结合强度，同时涂层的平均硬度增加至676 HV；由于NiCrBSi优秀的热稳定性，FeCoNiCrAlTi/NiCrBSi复合涂层在900 ℃下的磨损量更小，复合涂层比单一FeCoNiCrAlTi涂层具备更优异的耐磨性能。

复合涂层中生成的第二相强化颗粒也可以改善FeCoNiCr系高熵合金涂层的组织结构与性能。SHI等[22]采用APS工艺制备了FeCoNiCrAl和银、BaF2/CaF2的复合涂层，发现银离子可以有效降低涂层的孔隙率，且在BaF2/CaF2的强化作用下，复合涂层在室温时的磨损率约为2.5×10-5mm3·N-1·m-1，仅为FeCoNiCrAl涂层的1/10。MU等[23]采用APS工艺制备了以Al2O3为主的纳米复合氧化物增强的FeCoNiCrAl 高熵合金复合涂层，其硬度可达(573±19) HV，摩擦因数仅为0.49±0.04，均明显优于单一FeCoNiCrAl 高熵合金涂层。LIANG等[24]采用APS工艺制备了TiN强化FeCoNiCrAl高熵合金涂层，发现涂层中除TiN外还生成了Al2O3，两者协同改善涂层的力学性能；经后续激光重熔，Al2O3相含量增加，涂层硬度从493 HV进一步提高至851 HV。

综上，高熵合金和上述材料结合可以得到硬度和摩擦磨损性能优异的复合涂层。未来可以着眼于将一些耐腐蚀、抗氧化的材料与高熵合金相结合，以提高涂层的耐腐蚀及抗氧化性能。

2 FeCoNiCr系高熵合金涂层原料粉末制备方法

原料粉末的制备方法对APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的组织结构具有重要影响。常用的原料粉末制备方法包括气体雾化法、机械合金化法、机械球磨混合法等。其中，气体雾化法是最常用的原料粉末制备方法，用该方法制备的FeCoNiCr系高熵合金粉末颗粒呈椭球状，有利于APS工艺过程中粉末的传输及熔融沉积，但该方法制备过程复杂，成本较高[25]。LÖBEL等[26]研究发现，以气体雾化法制备的FeCoNiCrAlTi合金粉末为原料，可以阻止低熔点金属元素的过熔及挥发，避免合金元素成分偏差，从而使得APS制备的高熵合金涂层具备更加均匀的成分和组织。在文献[3]中，APS喷涂FeCoNiCr系高熵合金涂层也选用气体雾化粉末作为原料粉末，其制备的涂层成分均匀，物相与结构稳定。

与气体雾化法相比，机械合金化法与机械球磨混合法工艺简单，且成本较低，但其缺点在于所制备的粉末合金化程度较低。例如，HSU等[6]采用机械合金化粉末通过APS制备了FeCoNiCrSiAlTi高熵合金涂层，研究发现熔融颗粒的快速凝固行为致使涂层内部出现过饱和晶粒与较大晶格畸变，且由于原料粉末合金化程度较低，涂层中残留有镍、钛等原料金属相。

在以上原料粉末制备方法中，气体雾化法的合金化程度最高，机械合金化法次之，机械球磨混合法最差；但气体雾化工艺复杂，设备成本昂贵。未来可尝试采用机械合金化法或机械球磨混合法制备FeCoNiCr系涂层的原料粉末，并采用APS工艺与后续重熔或热处理工艺结合制备FeCoNiCr系高熵合金涂层。

3 APS工艺参数对FeCoNiCr系高熵合金涂层的影响

APS制备高熵合金涂层为喷涂粉末快速熔融、相互扩散及涂层成形的过程。APS工艺的主要参数包括喷涂电流/功率、主气流量、辅气流量、送粉率等。其中，喷涂电流/功率对FeCoNiCr系高熵合金涂层组织和性能影响最大，相关研究较多。TIAN等[27]利用Praxair surface technologies 3710 APS系统，在45 kW的喷涂功率下制备了FeCrNiCrAlSi涂层，研究发现原料粉末中的单质硅已完全溶入到金属晶格中，形成了单一FCC结构的高熵合金。ZHANG等[19]采用Metco APS设备研究了喷涂功率对FeCoNiCrMo涂层孔隙率和氧化物含量的影响，发现在氩气流量为45 L·min-1，氢气流量为13 L·min-1条件下，随着喷涂功率从25.5 kW增加到45.0 kW，粉末颗粒的熔融效果增强，涂层孔隙率减小，但涂层中氧化物体积分数从25%增加到35%。LIANG等[24]在氩气流量为50 L·min-1，氢气流量为9.3 L·min-1条件下，采用不同的喷涂电流(500，600，700，750 A)，通过APS工艺制备了FeCoNiCrAl涂层，研究发现随着喷涂电流的增加，粉末颗粒熔化效果增强，涂层中的孔隙等缺陷减少。

需要指出除喷涂功率和电流外，主气流量、辅气流量、送粉率等APS工艺参数也会对FeCoNiCr系高熵合金涂层的组织结构产生影响[28]，但目前相关研究较少，在未来应当注重对这些工艺参数进行探索研究。另外，现有研究多注重于喷涂参数对高熵合金涂层孔隙率、氧化物分布的影响等方面，而关于对合金晶粒尺寸、成分分布及位错等的影响方面的研究较为欠缺，而这部分研究对揭示高熵合金涂层性能的变化规律具有重要作用，因此今后需进一步加强该方面的研究。

4 APS工艺制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的组织与性能

4.1 高熵合金涂层的组织

APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层呈层状结构，其显微组织和微观缺陷受飞行粒子状态和喷涂工艺等多方面的影响。TIAN等[29]研究发现，APS工艺制备AlCoCrFeNiTi商熵合金涂层的显微组织受原料粉末颗粒沉积效果的影响，由于原料粉末尺寸不均匀，在喷涂过程中，小尺寸颗粒飞行速度过快，而大尺寸颗粒升温过慢，使得大小粉末颗粒以不同的熔融程度到达沉积层表面，最终在涂层内形成飞溅碎片、球形颗粒和孔隙等缺陷；此外，喷涂过程中粉末熔化形成的高温液滴在AlCoCrFeNiTi涂层内的层间碎片表面发生热扩散，进而发生重熔和内部热传导，引起孔隙的自愈合；喷涂过程中产生的氧化物包覆熔融颗粒共同沉积到涂层/基体界面，在多道涂层搭接成形过程中，后续熔融颗粒对涂层的冲击会使得氧化物重新分布。XIAO等[17]研究发现，化学性质活泼的铬和铝元素在喷涂过程中更易产生氧化物，表现为铬、铝、氧元素富集在在APS 制备FeCoNiCrSiAlx涂层内部多道搭接层之间。

APS制备高熵合金涂层内部会存在某些元素的富集区域或贫瘠区域。ANG等[3]研究发现，铝元素会富集在AlCoCrFeNi涂层中的部分区域，这归因于喷涂过程中出现的涂层结构变化。另外，喷涂过程中不同元素之间会相互吸引，且熔化和冷凝作用使得涂层组分发生偏移，造成涂层内元素分布不均。TIAN等[27]研究发现，由于铝和镍元素之间以及铁和钴元素之间负混合焓较大，铝、镍元素和铁、钴元素会分别富集在APS 制备AlCoCrFeNiSi涂层内部的不同位置。

4.2 高熵合金涂层的性能

4.2.1 高熵合金涂层的硬度

通过合理调控APS工艺以细化FeCoNiCr系高熵合金涂层的晶粒、减少合金元素的氧化消耗、减少孔隙等缺陷，可以有效提高涂层的硬度[24]。ZHANG等[19]研究发现，随着APS喷涂功率的增大，FeCoNiCrMo高熵合金涂层中铬元素的氧化产物增加，导致BCC相中铬元素浓度下降，不利于涂层硬度的提高，但涂层中分散的含铬氧化物、细小晶粒与低孔隙率使得涂层硬度从喷涂功率为25.5 kW时的(438±15.27) HV增加到45.0 kW时的(558.73±7.23) HV。卢金斌等[30]提出了一种超声波振动辅助APS制备AlCoMoNiTiCr 高熵合金涂层的方法，即在APS过程中采用超声波振动基材，从而提升高熵合金的合金化程度，减少涂层中气孔、裂纹等缺陷的数量，使得涂层组织结构紧密，表面光滑，涂层硬度达到750 HV以上。

研究发现，APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的硬度通常远超APS制备传统合金涂层，其主要归因于高熵合金的3个效应，即高熵效应、晶格畸变效应和“鸡尾酒”效应[3,31-32]。例如，ANG等[3]研究发现，APS制备的NiCrAlCo合金涂层硬度仅为250 HV，而APS制备的 FeCoNiCrAl和FeCoNiCrMn 高熵合金涂层的硬度分别为(421.43±43.88)，(451.02±61.22) HV，明显高于NiCrAlCo合金涂层，这是由于高熵合金涂层中更多的元素构成促使合金固溶程度增加，晶格畸变强化效应增大；另外，锰原子半径大于铝原子，使得FeCoNiCrMn 高熵合金涂层中存在更多的晶格畸变，硬度更高。金冰倩[31]研究发现，随着FeCoNiCrSiAlx高熵合金涂层中铝元素物质的量比x从0.5增加到2.0，增大的晶格畸变使得涂层硬度从530 HV增加到1 255 HV。WANG等[32]使用APS工艺制备了多种不同元素配比的FeCoNiCrSixAlTi涂层，随着硅元素物质的量比x从0.5增加到2.0，涂层中生成了Cr3Si强化相，且其含量逐渐增加，第二相强化机制使得涂层硬度高达1 100 HV。

在后续硬度研究中，需综合考虑APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的显微组织、元素选择及第二相强化效应等方面的影响，且可通过合理调控喷涂工艺及添加第二相强化颗粒的方式进一步提高FeCoNiCr系高熵合金涂层的硬度，从而扩大涂层的应用范围。

4.2.2 高熵合金涂层的摩擦学性能

APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层常应用于发动机外壳、燃气轮机外壳、螺旋桨等零部件外表面，会受到外界摩擦副的作用，因此一般要求涂层具备良好的摩擦学性能。研究表明，FeCoNiCr系高熵合金涂层在喷涂过程中形成的金属氧化物有助于合金涂层的润滑减摩及磨损量的减小。例如：MU等[23]研究发现，在相同的APS工艺下，FeCoNiCrAl高熵合金涂层的主要磨损机制为磨粒磨损，摩擦因数约为0.5，而FeCoNiCrMo高熵合金涂层的主要磨损机制为黏着磨损，摩擦因数约为0.75，FeCoNiCrAl涂层比FeCoNiCrMo涂层具有更好的耐磨性能，这主要归因于喷涂过程中产生的含铝氧化物；MEGHWAL等[7]通过摩擦磨损试验发现，APS制备FeCoNiCrAl涂层因受涂层中Al2O3相分布的影响，其耐磨性能并不均匀，氧化物含量高的涂层区域具有更高的耐磨性能，这是由于高硬度氧化物的第二相强化作用与润滑作用提高了涂层局部的硬度，从而提高了该处的摩擦学性能；ZHANG等[19]研究发现，提高喷涂功率可提高APS制备FeCoNiCrMo 高熵合金涂层中含铬氧化物的生成量，使涂层的黏着磨损行为转变为磨粒磨损行为，同时有效减小了涂层磨痕的宽度与深度。LI等[25]的研究也发现了氧化物对高熵合金涂层摩擦学性能的改善作用，他们通过超音速火焰喷涂(HVOF)和APS分别制备了FeCoNiCrMo涂层，APS制备的涂层具有更高的氧化物含量，相同条件下的磨痕深度仅约为10 μm，远低于HVOF制备涂层的50 μm。

此外，APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层常暴露于高温环境中，因此其高温磨损性能也得到广泛关注。SHI等[22]研究发现在773 K高温条件下，FeCoNiCrAl 涂层的磨损机制主要为氧化磨损，这是铬元素易高温氧化所致；在高温磨损过程中，涂层表面逐渐生成氧化膜，避免了摩擦副与涂层直接接触，减轻了涂层的机械磨损，且涂层摩擦因数随磨损温度的升高而降低，从25 ℃时的0.79降至800 ℃时的0.50，这是由于高温下氧化物的生成量增加，并形成致密的氧化膜在磨损过程中起到润滑作用。

综上可知，APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的摩擦学性能受到喷涂工艺、涂层组织结构以及涂层元素种类的影响，并且喷涂或磨损过程中产生的氧化物具有减摩作用。因此，在摩擦磨损工况下，可以考虑采用含铝、钛及钼元素的FeCoNiCr系高熵合金粉末，利用这些元素生成的致密氧化膜产生的润滑来提高涂层的耐磨性能。

4.2.3 高熵合金涂层的结合力

结合力不良的涂层容易剥落，使涂层的防护性和功能(如摩擦磨损性能、耐腐蚀性能、耐氧化性能等)均失去作用。因此，判断涂层是否耐用应首先对其结合力进行测试。TIAN等[33]采用APS工艺在316不锈钢基材上制备了FeCoNiCrAlTi高熵合金涂层，涂层在拉伸过程中发生断裂，其内部平均结合强度为(50.3±8.5) MPa，而涂层并未与基材发生脱离，说明涂层与基材结合力良好。另外，吴艳鹏等[28]研究发现,优化APS工艺参数与粉末粒度分布可减少涂层内部未熔融颗粒含量，进而减少涂层与基材界面区域的缺陷，增大冶金熔合区面积，从而进一步提高高熵合金涂层的结合强度。但目前有关FeCoNiCr系高熵合金涂层结合强度的研究仍较少，后续应着重研究涂层结合力状况，如通过优化喷涂工艺和提高基体表面粗糙度等增加涂层结合力，这对涂层的长效服役具有重要意义。

4.2.4 高熵合金涂层的耐腐蚀、抗高温氧化性能

在船舶与海洋工程等应用领域使用的涂层，由于长时间在海洋环境中服役，涂层会面临较大的腐蚀威胁。近些年，APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的耐腐蚀性能也受到广泛关注，以探索其在更多领域应用的可能性[34-35]。WANG 等[36]研究了APS制备FeCoNiCrNb涂层在NaCl环境下的腐蚀行为，发现FeCoNiCrNb涂层中的铬、铌元素在腐蚀过程中可与H2O生成致密的Cr2O3与Nb2O5钝化膜，提高合金涂层的耐腐蚀性能。与其他学者[37-39]制备的FeCoNiCrWMo，FeCoNiCrAlTiNi，FeCoNiCrCu等高熵合金涂层相比，铌的添加赋予了FeCoNiCr系高熵合金涂层相对更好的耐腐蚀性能。MAO等[40]研究发现，APS制备FeCoNiCrMnAl涂层在质量分数3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率为0.72 mg·cm-2·h-1，约为316不锈钢(1.35 mg·cm-2·h-1)的一半，与304不锈钢(0.75 mg·cm-2·h-1)相近，这说明FeCoNiCrMnAl涂层具有良好的耐腐蚀性能。

此外，涂层暴露在高温环境下易发生氧化，且体积膨胀，最终可能导致涂层失效，因此对APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层抗高温氧化性能的研究也迫在眉睫。HSU等[6]在1 100 ℃下对APS制备FeCoNiCrSiAlTi涂层进行了100 h的高温氧化试验，发现该涂层的氧化增重主要出现在前5 h，铬元素最先与氧反应生成Cr2O3，铝元素随后在Cr2O3层下方生成Al2O3保护层，致使后续氧化行为放缓；另外，由于APS制备的涂层中不可避免地存在孔隙等缺陷，加速了氧原子的扩散，使得FeCoNiCrSiAlTi涂层的抗高温氧化性能低于其块体。LU等[41]研究发现，在1 050～1 150 ℃的氧化环境下，APS制备的FeCoNiCrAlY涂层具有比NiCoCrAlY涂层更强的抗氧化性，在长时间氧化期间FeCoNiCrAlY涂层表现出比NiCoCrAlY涂层(506.7 kJ·mol-1)更高的氧化活化能(694.8 kJ·mol-1)，这归因于FeCoNiCrAlY涂层在早期氧化阶段没有尖晶石生长。

综上可知，APS制备FeCoCrNi系高熵合金涂层具有应用于耐腐蚀和抗高温氧化方面的潜力，但应进一步对不同条件下涂层的耐腐蚀及抗高温氧化性能开展研究，以满足不同工况的需要。此外，可以设法修复涂层中的孔隙等缺陷以延缓腐蚀介质或氧化介质在涂层中的扩散，从而进一步提高高熵合金涂层的性能。

5 APS工艺制备FeCoNiCr系高熵合金涂层后处理

APS系高熵合金涂层可能存在孔隙、熔融不良等缺陷，在喷涂后，采用激光重熔、热处理等工艺可实现涂层显微组织与性能的进一步优化。YUE等[42]采用APS工艺在镁合金表面制备了具有层状结构的FeCoNiCrAlCu高熵合金涂层，涂层孔隙率约为10%；经激光重熔处理后，涂层顶部形成了无明显孔隙、致密的FeCoNiCrAlCu重熔合金层，重熔层厚度约为100 μm；激光重熔工艺未改变FeCoNiCrAlCu高熵合金涂层的晶体结构，仍主要为BCC结构和少量FCC结构，但激光重熔层中出现了柱状晶组织，晶粒发生细化。WANG等[43]研究发现单一FCC结构的FeCoNiCrMn高熵合金涂层经激光重熔后形成了FCC与BCC结构混合的FeCoNiCrMn高熵合金重熔层，重熔层厚度为100 μm，其内部未出现明显裂纹，且其开裂敏感性与BCC相的含量成反比。张楠楠等[44]对FeCoNiCrAlV涂层进行了激光重熔，发现重熔后涂层内部会生成硬脆CrV化合物，其可通过弥散强化机制提高涂层的力学性能。

WANG等[32]发现，APS制备的 FeCoNiCrSiAlTi高熵合金涂层在800 ℃和1 100 ℃进行10 h退火热处理后，其硬度分别从500 HV提高到(824±81) HV和(964±37) HV，这是由于热处理促使涂层中析出Cr3Si硬质相，且随着退火温度的升高，硬质相析出量增加，涂层硬度提高。HSU等[45-46]研究发现，在1 100 ℃ 下进行4 h退火热处理后， NiCo0.6Fe0.2CrxSiAlTiy高熵合金涂层中生成了细小Cr3Si相与氧化物相，高熵合金涂层的硬度从450 HV提高到800 HV。XIAO等[17]研究发现，对FeCoNiCrSiAlx涂层进行热处理可促进涂层中元素的扩散，从而生成硬质Cr3Ni5Si2金属间化合物相，其可有效提高涂层的耐磨性能，当x=1.0时涂层具有最低的磨损率。肖金坤等[47]研究发现，热处理可以有效提高FeCoNiCrMn涂层的耐磨性能，热处理前涂层的磨损率为2.65×10-4mm3· N-1·m-1，在氮气保护下经800 ℃热处理2 h后，涂层磨损率降低至5.13×10-5mm3·N-1·m-1。WANG等[48]对APS制备的FeCoNiCrAl高熵合金涂层进行了(600～1 000) ℃×4 h的退火处理，发现退火处理可使涂层结构由BCC向FCC转变，且在600～900 ℃退火时，铝和铬的扩散使得涂层中形成Al(Fe，Ni)相，涂层硬度和弹性模量分别提高至576 HV和232.4 GPa。

综上可知，激光熔覆和热处理等方法可以优化APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的显微组织与性能。后续研究中可以采用激光熔覆、热处理及其他重熔方法如等离子熔覆、火焰熔覆等进行高熵合金涂层的改性处理，以扩展APS制备FeCoNiCr系高熵合金涂层的应用领域。