埋弧和自保護(hù)明弧高鉻耐磨堆焊藥芯焊絲的研究.pdf

1、高鉻合金含有顯微硬度高的M7C3等硬質(zhì)相顆粒,且不含Nb、Mo和Ni等貴重的合金元素,這使其兼具良好的耐磨性和經(jīng)濟(jì)性,已被廣泛應(yīng)用于先進(jìn)機(jī)械零件制造或再制造耐磨合金層。然而,我國耐磨高鉻合金仍以鑄造形式為主,零件整體材料成本高。相比之下,在Q235等低碳鋼基體堆焊高鉻耐磨合金層所需材料成本低,磨損后也便于修復(fù)。為此,本文優(yōu)化合金系統(tǒng),調(diào)節(jié)堆焊工藝參數(shù)以改變其碳化物等組織形態(tài),采用藥芯焊絲埋弧焊或自保護(hù)明弧焊方式,制備了高鉻堆焊合金。通過

2、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、X-射線衍射儀、附屬電子能譜儀研究了其顯微組織形態(tài)及相組成,考察了堆焊合金的耐磨粒磨損性能并分析其磨損機(jī)理。
　　首先以藥芯焊絲埋弧焊制備了Fe-Cr-C-V-Ti系高鉻堆焊合金,研究了焊接速度υ、V、C等對其顯微組織及耐磨性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,焊接速度υ對該高鉻堆焊合金的顯微組織及耐磨性影響顯著,當(dāng)焊接速度為30cm/min時,即焊縫熱輸入量較低,堆焊合金晶粒細(xì)小,但合金成分分布不均勻;υ減小至28.3c

3、m/min時,出現(xiàn)定向排列均勻分布的初生M7C3相顆粒,耐磨性優(yōu)良;但當(dāng)υ繼續(xù)下降,胞狀γ-Fe基體體積分?jǐn)?shù)增大,而M7C3相等碳化物變少且尺寸變小,耐磨性下降。由于化學(xué)成分和顯微組織不均勻性過大,致使其磨損失重與外加試驗(yàn)載荷并不滿足傳統(tǒng)的正比關(guān)系。適量的V、C可細(xì)化合金中碳化物顆粒M7C3,增加其數(shù)量,有利于高鉻合金耐磨性的提高。
　　接著,采用藥芯焊絲自保護(hù)明弧焊制備了高鉻堆焊合金,分析了Si、Ti、B、C等組份對其工藝性能及

4、堆焊合金性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,適量Si、B組份改善了焊縫成型,減小了飛濺;隨著含Ti組份加入量提高,焊縫熔池的還原性過強(qiáng),自身保護(hù)氣體量不足,易出現(xiàn)碳末夾渣等缺陷,并使表面粘渣量增大。過高的Si含量促使碳化物聚集分布,一定程度上可提高了耐磨性,但合金韌性下降過多也使其下降。同樣,過量的Ti不僅使其細(xì)化晶粒的作用消失,而且也導(dǎo)致初生M7C3等相顆粒聚集分布;隨著B含量的增加,初生M7C3,M2B等硬質(zhì)相顆粒尺寸變大且體積分?jǐn)?shù)增加,合金