真空熔覆碳化鎢增強(qiáng)鎳基合金熔覆層組織及性能的研究.pdf

1、本課題采用真空熔覆技術(shù)，在不同熔覆溫度和不同WC含量條件下，在45＃鋼表面制備了碳化鎢增強(qiáng)鎳基合金復(fù)合層；采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡觀察試樣微觀形貌，用XRD分析物相組成；采用洛氏硬度計(jì)、顯微硬度計(jì)進(jìn)行力學(xué)性能測試；進(jìn)行耐磨試驗(yàn)和腐蝕試驗(yàn)評價(jià)熔覆層和母材耐磨耐蝕性能。
　　研究結(jié)果表明，熔覆試樣包括熔覆層、過渡層和母材三部分。熔覆層粘結(jié)相以奧氏體（Ni2.9Cr0.7Fe0.36，F(xiàn)eNi）為主，增強(qiáng)相有WC和W2C兩種，此外還有條

2、塊狀碳化物（Cr7C3,（Cr,Fe）7C3）、硼化物、硅化物以及 WC和鎳基合金反應(yīng)形成的復(fù)相碳化物等；過渡層為富含Cr、Fe的鎳基合金，其耐腐蝕性能和韌性都較好，過渡層的形成說明熔覆層和母材達(dá)到了牢固的冶金結(jié)合；母材中靠近熔覆層區(qū)域組織以珠光體為主，其他部分為珠光體和鐵素體混合組織。
　　WC含量低于20％時(shí)，各熔覆溫度試樣的熔覆層均較為致密，但耐磨性較差。當(dāng)WC含量提高到30%以上，在較低熔覆溫度條件下，熔覆層氣孔率高，表面

3、形貌差，隨著熔覆溫度升高，熔覆層致密性提高，表面形貌得到改善，但 WC溶解反應(yīng)量也會(huì)逐步增加，熔覆層耐磨性和洛氏硬度會(huì)相應(yīng)降低。所以，合理的熔覆溫度為1225℃。
　　在1225℃熔覆溫度各熔覆試樣中，WC含量小于30%時(shí)，熔覆層耐磨性會(huì)隨著WC含量升高而提高，當(dāng)WC含量達(dá)到30%時(shí)，熔覆層耐磨性能是母材的6倍，WC在熔覆層中均勻分布。如果繼續(xù)增加 WC量，熔覆層中孔洞增多， WC較易脫落，耐磨性能不再提升。各試樣熔覆層耐腐蝕性能

4、均在母材的10倍以上。因此，WC合適加入量為30%。
　　通過正火，水淬，油淬處理，母材耐磨性能有一定提高，熔覆層組織性能變化不大。淬火處理工藝中，過渡層處出現(xiàn)淬火裂紋幾率較大，淬火裂紋會(huì)影響熔覆層和母材結(jié)合強(qiáng)度。熱處理工藝選取正火工藝。
　　綜合考慮成本，性能等多種因素，選擇熔覆溫度為1225℃，WC加入量為30%，得到的熔覆層耐磨性能是母材的6倍以上，耐腐蝕性能是母材10倍以上，洛氏硬度接近40HRC，熔覆層對母材強(qiáng)化作