5CrNiMo堆焊過渡層組織性能及工藝研究.pdf

1、堆焊技術(shù)在模具修復(fù)與制造中得到廣泛應(yīng)用，帶來了巨大的社會(huì)效益。模具通常要求內(nèi)韌外硬，但如果在基體上直接堆焊強(qiáng)化層材料，存在基體與強(qiáng)化層連接質(zhì)量較低的問題。本文通過使用添加合適過渡層的方式緩解了上述問題。但在采用特定技術(shù)和特定材料對(duì)模具鋼進(jìn)行過渡層堆焊時(shí)，不同的工藝參數(shù)對(duì)母材與堆焊層界面的組織、硬度及其整體力學(xué)性能產(chǎn)生的影響較大，而對(duì)其規(guī)律方面的研究較少。因此，本文從堆焊技術(shù)角度針對(duì)此類問題進(jìn)行了研究。
　　本文采用熔化極氣體保護(hù)焊

2、方法，首先進(jìn)行了5CrNiMo堆焊過渡層材料RMD450與RMD535的工藝研究，并得出不同參數(shù)對(duì)其界面的組織、硬度以及整體力學(xué)性能的影響規(guī)律。其次進(jìn)行了5CrNiMo直接堆焊覆層 RMD650與分別添加過渡層材料RMD450與RMD535堆焊的對(duì)比研究，并確定了較為合適的過渡層材料。主要結(jié)論如下：
　　5CrNiMo堆焊過渡層材料RMD450工藝研究發(fā)現(xiàn)，送絲速度對(duì)其堆焊界面組織及硬度的影響較堆焊電壓明顯，堆焊電壓和送絲速度分別

3、為32v和5m/min時(shí)堆焊效果最好。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的焊后熱處理正交試驗(yàn)表明：回火溫度對(duì)其界面組織、硬度及其整體力學(xué)性能的影響較回火時(shí)間大。當(dāng)500℃回火不同時(shí)間時(shí)堆焊界面存在片狀滲碳體，脫碳增碳現(xiàn)象較小，接頭抗拉強(qiáng)度均較高但塑性均較差；當(dāng)在650℃回火不同時(shí)間時(shí)界面滲碳體開始聚集并粗化，脫碳增碳明顯，硬度較低，此時(shí)接頭抗拉強(qiáng)度低及塑性較差。而在550℃回火時(shí)綜合性能較為優(yōu)異；而在此溫度下隨回火時(shí)間的延長界面硬度持續(xù)下降，接頭抗拉強(qiáng)度略

4、有增加，且斷后延伸率先增加后降低，在4h時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)綜合力學(xué)性能最為優(yōu)異，故最合適回火參數(shù)為550×4h。
　　對(duì)前述研究結(jié)論中影響較為明顯的送絲速度、焊后不同回火溫度及550℃回火不同時(shí)間三組參數(shù)依次進(jìn)行了5CrNiMo堆焊過渡層材料RMD535工藝研究。結(jié)論表明，送絲速度同樣在5m/min時(shí)焊縫外觀成型質(zhì)量及堆焊界面的組織、硬度最符合要求；此外，與焊態(tài)相比，500℃及550℃回火時(shí)對(duì)其堆焊界面組織、硬度及其整體力學(xué)性能的

5、影響均不太明顯，在550℃回火時(shí)綜合性能稍好；在650℃回火時(shí)該界面硬度大幅下降，其整體力學(xué)性能較差；而在550℃時(shí)隨回火時(shí)間的延長界面硬度變化不大，其接頭抗拉強(qiáng)度逐漸增加，但斷后延伸率呈先增加后降低趨勢(shì)，在4h時(shí)達(dá)到最大值。因此同樣是550℃×4h回火工藝最為合適。
　　根據(jù)所有工藝研究結(jié)論選取32v、5m/min、550℃x4h這組堆焊界面組織性能較為優(yōu)異的參數(shù)，進(jìn)行了5CrNiMo直接堆焊覆層 RMD650與分別添加 RMD

6、450與RMD535過渡層的對(duì)比研究。當(dāng)5CrNiMo直接堆焊覆層時(shí)在靠熔合線母材側(cè)發(fā)生明顯的碳遷移，且在堆焊界面較容易產(chǎn)生脆硬馬氏體，5CrNiMo到覆層的成分梯度和硬度梯度變化過大，其接頭抗拉強(qiáng)度較小。分別添加上述兩種過渡層材料堆焊后硬度梯度和成分梯度均得到明顯減緩，且各堆焊界面結(jié)合良好，抗拉強(qiáng)度均有所提高。而5CrNiMo+過渡層RMD535+覆層 RMD650能較好實(shí)現(xiàn)組織、性能及化學(xué)成分的合理過渡，各界面無明顯的脫碳層出現(xiàn)且能