WC顆粒增強鐵基復合堆焊層性能研究.pdf

1、陶瓷顆粒增強鐵基復合材料有效的結(jié)合了鐵基材料良好的塑韌性和陶瓷材料高硬度、耐磨損等特性，因而近年來受到材料研究人員的廣泛關注。本文以HO8A鋼為外皮，錳鐵、硅鐵、鉻鐵和石墨為基礎合金體系配置合金粉末，制備藥芯焊絲，運用手工電弧焊在 Q235鋼板表面制備耐磨層，系統(tǒng)地分析了合金元素以及WC顆粒對堆焊層組織和性能的影響。
　　采用金相顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡分析了堆焊層物相、微觀組織、結(jié)構以及熔合區(qū)的組織特征。通過洛氏硬度

2、計測量了堆焊表層和熔合區(qū)的硬度,利用巖石拋磨試驗機對復合材料的磨損性能進行了測試。
　　試驗結(jié)果表明：合金元素對堆焊層的組織和性能影響明顯。堆焊層的耐磨性和硬度不是直接對應的關系，還和顯微組織有關，單相的奧氏體組織不利于材料的耐磨性。經(jīng)改進的基礎合金體系為1.6％石墨、10%鉻鐵、25%錳鐵、5%硅鐵，其制備的堆焊層組織由奧氏體、馬氏體、鏈狀鐵素體、大量彌散分布的碳化物構成，且組織分布均勻，呈規(guī)則的樹枝晶；焊層塑韌性良好，焊層與基

3、體為良好的冶金結(jié)合。堆焊表層硬度為53.5HRC,熔合區(qū)硬度為47.6HRC，焊后母材硬度達到35.5HRC，堆焊層的相對耐磨性是對比試樣的2.114倍。焊層硬度和耐磨性的提高是由彌散分布的碳化物和馬氏體組織共同決定的。
　　WC顆粒越小，在堆焊熱源作用下越容易熔化溶解。在加入量同為10%時，1000目WC溶解最多，溶解的WC顯著提高基體硬度。60目WC溶解最少，未溶的WC顆粒對基體產(chǎn)生陰影保護效應，因此其耐磨性能最好。堆焊層的硬

4、度隨WC含量的增加而上升，但WC加入量超過30%后，硬度提高很少，并且堆焊層脆性變大容易產(chǎn)生裂紋，基體對 WC顆粒的支撐作用減弱，容易導致硬質(zhì)顆粒的脫落。不同粒度WC搭配使用可顯著提升堆焊層性能，試驗結(jié)果表明WC總量為20%，60目、500目、1000目的比例為6:3:1時，形成的堆焊層組織致密，成分較均勻，冶金結(jié)合良好，具有良好的綜合性能。
　　載荷較小時，WC顆粒與磨粒形成點接觸，高硬度的WC在基體的有效支撐下得以發(fā)揮抗磨作用