硼對(duì)等離子熔覆耐磨復(fù)合板的組織性能影響.pdf

1、目前，我國(guó)耐磨復(fù)合板的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。通常采用的方法是在基體金屬板上堆焊一層耐磨層，或者采用軋制、爆破等方法制成雙金屬?gòu)?fù)合板，但都存在某些缺點(diǎn)，如堆焊耐磨層的組織不均勻、表層粗糙等，而采用軋制、爆破等方法只能生產(chǎn)塑性較高的耐腐蝕雙金屬?gòu)?fù)合板，不能用于高硬度低塑性的耐磨材料。
　　等離子熔覆技術(shù)可在無(wú)需經(jīng)過(guò)任何前處理的基體金屬板上，獲得與基體良好冶金結(jié)合的致密熔覆層，尤其是通過(guò)提高碳和硼等間隙強(qiáng)化元素的含量來(lái)提高熔覆層的硬度和耐磨性

2、。本文采用等離子熔覆技術(shù)在Q235鋼上制備了無(wú)硼與含硼五種不同成分的耐磨復(fù)合板，采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、電子探針(EMPA)等技術(shù)，對(duì)熔覆層的組織、相組成等進(jìn)行了分析，利用顯微硬度計(jì)和洛氏硬度計(jì)對(duì)熔覆層的顯微硬度和洛氏硬度進(jìn)行了測(cè)量，通過(guò)滑動(dòng)磨損和磨料磨損檢驗(yàn)評(píng)價(jià)了五種耐磨復(fù)合板的耐磨性能，并對(duì)磨損機(jī)理以及耐磨性與硬度之間的關(guān)系進(jìn)行了分析和闡述。
　　分析結(jié)果表明：從熔覆層與基體的結(jié)合面

3、到頂部大致可分為五種結(jié)晶形態(tài)：平面晶，胞狀晶，胞狀樹枝晶，樹枝晶，等軸晶；同時(shí)，在兩道熔覆層的搭接處還有一些穗狀晶和一些帶狀晶的存在。在無(wú)硼與含硼五種不同成分的耐磨復(fù)合板中，2、3、4、5號(hào)含硼熔覆涂層的物相為(Fe,Cr)7(C,B)3以及α-Fe/FeB（以及少量的Fe2B）和α-Fe/(Fe,Cr)7(C,B)3的兩種共晶組織，硬質(zhì)相含量隨含硼量的增加依次增多，并且共晶組織細(xì)小致密。而1號(hào)無(wú)硼熔覆硬質(zhì)相為(Fe,Cr)7C3，共晶

4、組織為α-Fe/(Fe,Cr)7C3，硬質(zhì)相含量相對(duì)較少，共晶組織相對(duì)較粗大。由于非平衡快速凝固，所以(Fe,Cr)7C3和(Fe,Cr)7(C,B)3都是亞穩(wěn)相，且先析出相與共晶組織中都固溶了大量的合金元素；從1號(hào)試樣到5號(hào)試樣，由涂層表層到內(nèi)部，次表層的硬度值都大于表層硬度值，然后硬度值依次減小，靠近冶金結(jié)合面的熔覆層硬度表現(xiàn)較低。熔覆層的最高硬度值分別出現(xiàn)在(Fe,Cr)7C3和(Fe,Cr)7(C,B)3等硬質(zhì)相上，顯微硬度的平

5、均硬度值分別為412.8975HV0.2、650.3529HV0.2、689.1929HV0.2、822.27HV0.2、938.3857HV0.2，呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。最高硬度值分別為540.12HV0.2、771.93HV0.2、851.56HV0.2、1041.63HV0.2、1349.24HV0.2，也呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)。洛氏硬度依次為47.72、48.12、57.74、62.74、63.54，呈現(xiàn)增高趨勢(shì)。
　　在磨損載荷

6、為200N、磨損的時(shí)間分別為1h、2h、3h條件下的滑動(dòng)磨損實(shí)驗(yàn)中，對(duì)失重率進(jìn)行比較，得到4號(hào)試樣的耐磨性能最好；在磨損時(shí)間為1h不變的情況下，載荷分別為200N、250N、300N條件下的滑動(dòng)磨損實(shí)驗(yàn)中，由磨損的失重質(zhì)量可知4號(hào)試樣耐磨性能最好。在150N、200N、250N三種不同載荷下，磨損時(shí)間為5mins條件下的磨料磨損實(shí)驗(yàn)中，從1號(hào)到5號(hào)試樣隨著載荷增加，磨損失重量都呈現(xiàn)增加趨勢(shì)；在試驗(yàn)中任何載荷下，相比五個(gè)試樣，4號(hào)試樣和3