圖2顯示了部分鋼基材HEA涂層的初始微觀結構。在圖2a中，顯示了FeCrCoMnNi HEA粉末和涂層的XRD圖譜，兩條曲線分別呈現(xiàn)了對應于晶平面（111）（200）（220）（311）和（222）的五個衍射峰。此外，粉末和涂層的晶體結構都是面心立方（FCC）。這些結果表明，在SLM過程中，F(xiàn)eCoNiCrMn HEA粉末中的原始催化裂化單相得以保留。這種單相催化裂化微觀結構與激光熔覆或激光定向能量沉積的對應物一致。然而，與粉末相比，涂層試樣的位移（111）和（200）峰角度更高，顯示出平面間距和晶格參數的增加。在以前的工作中也報告了類似的結果。

圖3描述了預腐蝕前后涂層和未涂層321鋼沿深度的顯微硬度變化。顯然，321鋼基體在預腐蝕前不同深度的顯微硬度大致保持不變（180~190 MPa）。相比之下，未腐蝕涂層鋼頂面的顯微硬度估計約為 260 MPa，然后隨著深度增加到120 μm，顯微硬度呈明顯下降趨勢。例如，未腐蝕涂層鋼在120 μm深度處的顯微硬度約為210 MPa。這種顯微硬度下降趨勢的深度范圍與粗柱狀晶粒分布的深度明顯一致（圖2c），因此該深度范圍內顯微硬度的降低應該是由于固溶溶解度不同。

實際上，腐蝕損傷的特征一般是試樣表面存在一些大小不一的腐蝕坑，這些腐蝕坑會破壞表面光滑度，從而增加表面粗糙度，如圖4所示。此外，在被腐蝕性溶液侵蝕后，涂層表面變得松動，這將降低試樣表面的顯微硬度，正如以前的工作所報道的那樣。此外，預腐蝕后涂層樣品顯微硬度的突然增加點位于120 μm的深度，低于未腐蝕樣品的微觀硬度（140 μm）。因此可以推斷，涂層深度約為20 μm的表面積被預腐蝕損傷去除。

施加的應力幅度與失效循環(huán)次數（S-N）曲線的關系以及未涂層鋼和涂層鋼的相應定量統(tǒng)計結果如圖6所示。在圖6a中，可以清楚地觀察到HEA涂層和預腐蝕對抗疲勞性的影響。具體而言，在相同的應力幅值下，疲勞壽命（Nf）的涂層鋼高于未涂層的鋼。圖6c和d顯示了腐蝕引起的疲勞壽命下降的定量幅度，清楚地表明了防腐對抗疲勞性的負面影響。將相同應力幅下未腐蝕樣品和腐蝕樣品的疲勞壽命之差除以未腐蝕樣品的疲勞壽命，得到紅色數結果。因此，圖6c和d也表明，高熵合金涂層對疲勞壽命的預腐蝕損傷的保護作用非常顯著。

圖7顯示了未涂層和涂層鋼試件的宏觀斷裂形態(tài)。顯然，預腐蝕后樣品表面不如未腐蝕樣品光亮，并且在腐蝕樣品表面也觀察到腐蝕坑。經過后續(xù)的疲勞試驗，涂層的疲勞區(qū)占斷裂總長度的9/10，而未涂層鋼的疲勞區(qū)占斷裂總長度的4/5。此外，一旦試樣表面出現(xiàn)腐蝕坑，涂層鋼和未涂層鋼的疲勞區(qū)分別減小到斷裂總長度的4/5和1/2，而瞬時裂紋面積增加，表明預腐蝕后的疲勞壽命降低。

圖8顯示了預腐蝕前后未涂層和涂層試樣疲勞斷裂形態(tài)的SEM圖像。總體而言，腐蝕試樣的斷裂形態(tài)與未腐蝕試樣相似。這是因為鋼通常不透氣和不透水，腐蝕只發(fā)生在試樣表面，試樣內部不會發(fā)生化學反應或物理反應。因此，腐蝕后試樣內部的機械性能將大致保持不變。換言之，除了表面幾何形狀外，預腐蝕對試樣內部材料特性的影響可以忽略不計。

圖9顯示了應力幅值為110 MPa的預腐蝕疲勞試驗前后涂層鋼的反極數（IPF）和相應的內核平均取向誤數（KAM）圖。顯然，涂層試樣外層的晶粒尺寸明顯高于近基材的晶粒尺寸，預腐蝕疲勞試驗前后晶粒尺寸沒有明顯變化。這是因為預腐蝕和疲勞對試樣的損傷以及疲勞加載過程中累積的應變主要積聚在試樣表面，因此對整體晶粒微觀結構影響不大。然而，預腐蝕前后的涂層寬度從164.2 μm減小到149.1 μm，表明預腐蝕對樣品的破壞主要類型是積聚在涂層表面。

具體而言，在預腐蝕之前，HEA涂層表面的顯微硬度遠高于鋼基體（圖3），表現(xiàn)出更好的抗變形性。這也是涂層試樣的疲勞壽命高于未涂層試樣的原因。在這種情況下，疲勞載荷會使鋼基體在未腐蝕樣品中的涂層之前變形，導致鋼基體中嚴重的應變積累。相反，預腐蝕后，涂層的顯微硬度和深度顯著降低（圖3），表明抗變形能力顯著降低。因此，由于直接施加的部位是疲勞載荷，被腐蝕樣品中的涂層會在鋼基體之前變形，從而導致疲勞壽命的降低。