硅對高鉻鑄鐵高頻感應(yīng)堆焊層組織和性能的影響.pdf

1、高頻感應(yīng)堆焊作為一種金屬材料表面強(qiáng)化工藝，具有升溫快、熱影響區(qū)小、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。高鉻鑄鐵作為一種常用的耐磨材料，具有性價(jià)比高、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)。本文通過在高鉻鑄鐵合金中添加一定量的硅元素，研究高頻感應(yīng)堆焊工藝條件下合金粉末中硅加入量對高鉻鑄鐵堆焊層組織和性能的影響。
　　通過正交試驗(yàn)，研究了工作電流、加熱時(shí)間、熔劑添加量對堆焊層成型工藝的影響，得到最佳堆焊工藝參數(shù)為：工作電流70A、加熱時(shí)間50s、熔劑

2、添加量14％。采用上述工藝參數(shù)，研究了粉末中硅加入量對堆焊層成型性的影響，結(jié)果表明堆焊粉末中硅加入量超過7%時(shí)成型性不佳。采用優(yōu)化工藝制備粉末中硅加入量為0.6%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%的高頻感應(yīng)堆焊層，并采用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、X射線衍射儀、洛氏硬度計(jì)、維氏硬度計(jì)、磨損試驗(yàn)機(jī)等對堆焊層組織性能進(jìn)行測試分析，試驗(yàn)結(jié)果如下：
　　堆焊層組織為初生碳化物+共晶組織的過共晶高鉻鑄鐵組織。初生碳化物與共晶碳化物

3、均為M7C3型碳化物，基體由馬氏體、奧氏體與鐵素體組成。堆焊粉末中硅含量從0.6%增加到7%，高頻感應(yīng)堆焊層中的硅含量從0.286%變化到2.083%。隨堆焊粉末中硅加入量的增多，堆焊層中初生碳化物的數(shù)量增加，形態(tài)細(xì)化；共晶碳化物數(shù)量減少，共晶碳化物間距縮??；固溶于基體中的硅原子數(shù)量增加，基體中奧氏體含量減少，馬氏體含量增加。
　　對堆焊層宏觀和顯微硬度進(jìn)行檢測分析，高鉻鑄鐵堆焊層的洛氏硬度為59.2~63.7HRC，隨著硅加入量

4、的增加，堆焊層硬度升高，當(dāng)硅加入量超過5%時(shí)，堆焊層硬度增加趨于平緩。高鉻鑄鐵堆焊層中初生碳化物顯微硬度值為1310.6~1383.1HV，顯微硬度值不隨硅加入量的變化而變化；共晶團(tuán)顯微硬度為590.5~691.6HV，隨著硅加入量的增加共晶團(tuán)顯微硬度值升高，當(dāng)硅加入量超過4%時(shí)，共晶團(tuán)顯微硬度值的增加趨于平緩。
　　對堆焊層斷裂韌性進(jìn)行分析，隨著堆焊粉末中硅加入量的增加，堆焊層的斷裂韌性值先升高后降低。當(dāng)硅加入量在0.6%~5%

5、時(shí)，隨硅加入量的增加，堆焊層的斷裂韌性值升高，在硅加入量為5%時(shí)堆焊層的斷裂韌性值最高；當(dāng)硅加入量在6%~7%時(shí)，隨硅加入量的增加，堆焊層的斷裂韌性值降低。
　　對堆焊層的耐磨性進(jìn)行分析，以相對耐磨性來表征堆焊層的耐磨能力。當(dāng)載荷為10N時(shí)，隨著硅加入量的增加，堆焊層的相對耐磨性升高，最高值為1.14，在硅加入量超過5%時(shí)，相對耐磨性增加趨于平緩；當(dāng)載荷為40N時(shí)，隨著硅加入量的增加，堆焊層的耐磨性先升高后降低，在硅加入量為4%時(shí)