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文檔簡(jiǎn)介
1、在機(jī)械零部件的主要失效方式——磨損、斷裂、腐蝕中,磨損占到了3/5~4/5。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年在磨損方面造成的經(jīng)濟(jì)損失是非常嚴(yán)重的,應(yīng)用摩擦學(xué)知識(shí)可節(jié)約的潛能在千億以上。開(kāi)發(fā)抗磨材料或在材料表面熔覆耐磨層,提升材料的抗磨性,延長(zhǎng)其使用壽命,對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益及工程應(yīng)用有重大意義。
本文選取鎳基合金粉末Ni60A,利用等離子噴焊技術(shù),在Q235A鋼板上制備鎳基噴焊層,通過(guò)金相分析、硬度分析、X射線衍射分析、掃描能譜分析、干式往
2、復(fù)摩擦磨損性能分析及干式橡膠輪磨粒磨損性能分析,研究噴焊層的性能。為進(jìn)一步強(qiáng)化鎳基噴焊層,利用的二相強(qiáng)化理論,向其中加入不同類型、不同含量的碳化物(NbC、VC、WC),從而制成碳化物增強(qiáng)的鎳基合金噴焊層。利用上述分析方法,探究在不同類型及其含量下,碳化物加強(qiáng)鎳基噴焊層組織及磨損性能。
結(jié)果表明,Ni60A合金噴焊層成型良好,噴焊層的基體組織為γ-Ni,其中固溶了大量Cr,F(xiàn)e原子。噴焊層中存在有明顯的近六邊形碳化物M7C3,
3、X射線結(jié)合能譜分析表明其為(Cr,F(xiàn)e)7C3碳化物,這類碳化物硬度高,能夠有效抵抗材料磨損。在高速往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)條件下,Ni60A噴焊層中出現(xiàn)較多劃痕并伴隨犁溝的產(chǎn)生,其磨損量為0.0217mm3;磨粒磨損試驗(yàn)中,其磨損失重為0.1046g。
在Ni60A中添加NbC后,噴焊層中晶粒細(xì)化,NbC呈現(xiàn)菱形或斷面不規(guī)則多邊形鑲嵌于基體或與碳化物聯(lián)生結(jié)晶。噴焊層硬度隨 NbC添加量的增加而有所提高。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)中,摩擦系數(shù)較Ni
4、60A降低,磨損量則隨NbC添加量的增加呈先下降而后上升的趨勢(shì),添加10%NbC的噴焊層摩擦磨損性能最優(yōu),磨損量較Ni60A噴焊層降低23.96%,其磨痕形貌中存在一定的塑性流動(dòng),呈現(xiàn)出粘著磨損特征;磨粒磨損試驗(yàn)中,NbC含量為10%時(shí)其磨損量最小,為0.0619g,抗磨性能是Ni60A噴焊層的1.68倍。
添加VC后制成的鎳基噴焊層,由于轉(zhuǎn)移弧溫度很高,VC將發(fā)生分解,使得部分V原子固溶于基體,造成基體周圍C濃度較高,有利于
5、碳化物形核與長(zhǎng)大,故而基體周圍存在較多的短小硬質(zhì)相,對(duì)基體進(jìn)行保護(hù)。摩擦磨損試驗(yàn)中,噴焊層摩擦系數(shù)明顯降低,出現(xiàn)層片狀剝落及剝落坑,以疲勞磨損為主;而在磨粒磨損測(cè)試中,VC含量為5%時(shí)其磨損量最小,為0.0950g,抗磨性能是Ni60A噴焊層的1.1倍。
添加WC制備的噴焊層,WC沉底現(xiàn)象嚴(yán)重,部分熔解的WC隨其添加量的增加逐漸由層片狀轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀嵌于基體,噴焊層的性能會(huì)提升。其硬度隨著WC添加量增加有所增加,近熔合線附近由于W
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