原位合成硬質(zhì)顆粒增強(qiáng)Fe基堆焊材料研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中使用的高硬度耐磨堆焊材料通常含碳和合金元素量較高,其作用主要是在堆焊層中形成高硬度的合金碳化物以達(dá)到增強(qiáng)鐵基堆焊層的目的。但隨著此類材料的廣泛應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)其存在熔敷合金層韌性較差,碳化物在高溫下易分解等問題,致使堆焊層的耐磨性能下降,大幅度縮短了設(shè)備及工件的使用壽命。因此,研制一種碳和合金元素含量較低且硬度高、耐磨性能優(yōu)良的堆焊材料具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先設(shè)計(jì)了一種通過鎢極氮弧工藝來熔敷實(shí)現(xiàn)原位合成氮化物

2、硬質(zhì)顆粒增強(qiáng) Fe基堆焊層的試驗(yàn)方法。探索在N2為主要保護(hù)氣體的電弧條件下,不同的合金元素形成氮化物硬質(zhì)顆粒相的規(guī)律,并分析了硬質(zhì)相的析出行為及強(qiáng)化機(jī)制。同時(shí),采用現(xiàn)代測試手段對熔敷合金層的組織結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了表征,結(jié)果表明,堆焊層中析出硬質(zhì)相的數(shù)量和尺寸隨著混合氣中氮?dú)獗壤约芭鸷康纳仙黾?堆焊層的顯微硬度最高可達(dá)998 HV。析出的硬質(zhì)相主要有方形或樹枝形的TiN、塊狀的TiB2和顆粒狀的(Ti、V)N三種。針對其微觀結(jié)構(gòu)的研

3、究表明,TiB2和VN是以先析TiN為形核基底,長大后分別形成TiB2-TiN和(Ti、V)N復(fù)合增強(qiáng)相,且呈非連續(xù)的顆粒狀和方形塊狀分布于基體之中,從而使熔敷合金層具有較好的韌性和抗裂性能。
　　在此研究基礎(chǔ)之上,試制出一種新型自保護(hù)藥芯焊絲,利用空氣中的N2和焊絲藥芯中的強(qiáng)氮化物形成元素,在明弧堆焊工藝條件下制備出含有碳氮化物增強(qiáng)顆粒的熔敷合金。堆焊層的組織為馬氏體、碳氮化物析出相和殘余奧氏體。析出相主要為 Ti(C、N)和V