硼對等離子熔覆耐磨復合板的組織性能影響.pdf

1、目前，我國耐磨復合板的應用越來越廣泛。通常采用的方法是在基體金屬板上堆焊一層耐磨層，或者采用軋制、爆破等方法制成雙金屬復合板，但都存在某些缺點，如堆焊耐磨層的組織不均勻、表層粗糙等，而采用軋制、爆破等方法只能生產塑性較高的耐腐蝕雙金屬復合板，不能用于高硬度低塑性的耐磨材料。
　　等離子熔覆技術可在無需經過任何前處理的基體金屬板上，獲得與基體良好冶金結合的致密熔覆層，尤其是通過提高碳和硼等間隙強化元素的含量來提高熔覆層的硬度和耐磨性

2、。本文采用等離子熔覆技術在Q235鋼上制備了無硼與含硼五種不同成分的耐磨復合板，采用光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、電子探針(EMPA)等技術，對熔覆層的組織、相組成等進行了分析，利用顯微硬度計和洛氏硬度計對熔覆層的顯微硬度和洛氏硬度進行了測量，通過滑動磨損和磨料磨損檢驗評價了五種耐磨復合板的耐磨性能，并對磨損機理以及耐磨性與硬度之間的關系進行了分析和闡述。
　　分析結果表明：從熔覆層與基體的結合面

3、到頂部大致可分為五種結晶形態(tài)：平面晶，胞狀晶，胞狀樹枝晶，樹枝晶，等軸晶；同時，在兩道熔覆層的搭接處還有一些穗狀晶和一些帶狀晶的存在。在無硼與含硼五種不同成分的耐磨復合板中，2、3、4、5號含硼熔覆涂層的物相為(Fe,Cr)7(C,B)3以及α-Fe/FeB（以及少量的Fe2B）和α-Fe/(Fe,Cr)7(C,B)3的兩種共晶組織，硬質相含量隨含硼量的增加依次增多，并且共晶組織細小致密。而1號無硼熔覆硬質相為(Fe,Cr)7C3，共晶

4、組織為α-Fe/(Fe,Cr)7C3，硬質相含量相對較少，共晶組織相對較粗大。由于非平衡快速凝固，所以(Fe,Cr)7C3和(Fe,Cr)7(C,B)3都是亞穩(wěn)相，且先析出相與共晶組織中都固溶了大量的合金元素；從1號試樣到5號試樣，由涂層表層到內部，次表層的硬度值都大于表層硬度值，然后硬度值依次減小，靠近冶金結合面的熔覆層硬度表現較低。熔覆層的最高硬度值分別出現在(Fe,Cr)7C3和(Fe,Cr)7(C,B)3等硬質相上，顯微硬度的平

5、均硬度值分別為412.8975HV0.2、650.3529HV0.2、689.1929HV0.2、822.27HV0.2、938.3857HV0.2，呈現逐漸上升的趨勢。最高硬度值分別為540.12HV0.2、771.93HV0.2、851.56HV0.2、1041.63HV0.2、1349.24HV0.2，也呈現逐漸上升趨勢。洛氏硬度依次為47.72、48.12、57.74、62.74、63.54，呈現增高趨勢。
　　在磨損載荷

6、為200N、磨損的時間分別為1h、2h、3h條件下的滑動磨損實驗中，對失重率進行比較，得到4號試樣的耐磨性能最好；在磨損時間為1h不變的情況下，載荷分別為200N、250N、300N條件下的滑動磨損實驗中，由磨損的失重質量可知4號試樣耐磨性能最好。在150N、200N、250N三種不同載荷下，磨損時間為5mins條件下的磨料磨損實驗中，從1號到5號試樣隨著載荷增加，磨損失重量都呈現增加趨勢；在試驗中任何載荷下，相比五個試樣，4號試樣和3