內(nèi)生NbC高抗裂耐磨堆焊合金組織和性能的研究.pdf

1、ByYungangGuoSupervisor：AssociateProfWenboTangMaterialProcessingEngineering一一一SchoolofMaterialsScienceandEngineeringMay2010摘要摘要堆焊是指將具有一定使用性能的合金材料借助一定的熱源手段熔覆在母材的表面，以賦予母材特殊使用性能或使零件恢復(fù)原有形狀尺寸的工藝方法。采用堆焊的方法來修復(fù)或制造零件，對合理使用材料、改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)

2、計、提高產(chǎn)品性能、降低生產(chǎn)成本有重要意義。本文對抗磨損堆焊材料進(jìn)行了研究，對各合金元素在堆焊層中的作用進(jìn)行了分析，并設(shè)計出較理想的合金系統(tǒng)，研制開發(fā)出一種適用于嚴(yán)重磨料磨損工況下的堆焊焊條，有效解決了金屬零部件使用過程中的表面磨損問題。采用低碳鋼焊芯配制焊條，在焊條藥皮中添加不同種類和數(shù)量的合金元素，研制出適用于中低應(yīng)力磨料磨損且工藝可行性、經(jīng)濟(jì)性和使用性良好的多元合金復(fù)合強(qiáng)化耐磨堆焊焊條。為獲得一次碳化物顆粒在強(qiáng)韌的基體上彌散分布的理

3、想組織，Nb是最合適的元素，從冶金和熱力學(xué)角度分析表明Ti、V、W、Cr、Mo等元素是不合適的。最終研制的出的堆焊合金屬于鐵基耐磨材料中的中碳馬氏體耐磨合金，合金系為FeNbCrMoTiC系。采用直讀光譜儀、光學(xué)顯微鏡、SEM和EDAX能譜分析、顯微硬度計、銷盤式磨料磨損試驗機(jī)對堆焊層的成分、組織和性能進(jìn)行了測試分析，結(jié)果表明：優(yōu)化的碳化鈮焊條842#的堆焊層成分為C一130％、Nb610％、Cry333％、Mo4)41％iMn~128

4、％、Si~168％、Ti4)3％，堆焊層組織為混合型馬氏體和少量殘余奧氏體彌散分布的一次NbC顆粒。焊接時，Ti在高溫下首先從液相中原位析出TiC，為NbC的析出提供了核心，從而形成彌散分布的NbC顆粒。同時基體中的高碳馬氏體和低碳馬氏體數(shù)量相當(dāng)，強(qiáng)韌結(jié)合的混合型馬氏體基體能聯(lián)結(jié)和支撐增強(qiáng)相，發(fā)揮了內(nèi)生NbC增強(qiáng)相的抗磨作用。優(yōu)化的碳化鈮焊條與標(biāo)準(zhǔn)的碳化鎢焊條D707相比，NbC的量雖沒有WC多，但細(xì)小的NbC顆粒使材料性能發(fā)生了根本變