MO-FE-B系堆焊合金組織與性能的研究.pdf

1、Mo-Fe-B系堆焊合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨性能和耐腐蝕性能，可用于在高溫高壓、承受較大載荷及氧化、腐蝕等苛刻工況條件下運(yùn)行工件的表面堆焊。本文設(shè)計(jì)并制備了Mo-Fe-B系堆焊合金粉塊，采用TIG堆焊工藝在Q235母材上制備堆焊合金層，采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、X射線(xiàn)衍射、顯微硬度計(jì)、洛氏硬度計(jì)和磨損試驗(yàn)等方法，研究了Mo、B、N加入量對(duì)堆焊合金組織和性能的影響;設(shè)計(jì)并制備不同B源的堆焊合金粉塊，探究不同B源對(duì)堆焊層組織與

2、性能的影響。
　　Mo加入量為30％和25％時(shí)，堆焊合金中除了主要的Mo2FeB2硬質(zhì)相和Fe-Cr之外，還有少量的Cr2B3、MoB等二元硼化物。Mo加入量為30％時(shí)，堆焊合金中有大量的長(zhǎng)條狀硬質(zhì)相，Mo加入量為25％時(shí)，硬質(zhì)相的數(shù)量有所減少，形態(tài)則變?yōu)槊娣e較小的方形以及不規(guī)則多邊形。Mo加入量低于20％時(shí)，堆焊合金中無(wú)明顯的硬質(zhì)相生成。堆焊合金的硬質(zhì)相和共晶組織中，均含有Mo、Fe、Cr，Mo富集在硬質(zhì)相中，F(xiàn)e富集在共晶組織

3、中，而Cr的分布比較均勻。Mo加入量為25％時(shí)，堆焊合金的硬度達(dá)到最大值，其微觀硬度和宏觀硬度分別為1053HV0.5、58.6HRC，增加或降低Mo含量，硬度均有所降低。隨著Mo加入量的減少，堆焊合金的耐磨性能變差。
　　增加B的加入量，可以改善脫渣性和焊縫成型。在Mo加入量為15％不變的情況下，當(dāng)B加入量為6％時(shí)，堆焊合金中出現(xiàn)了Mo2FeB2硬質(zhì)相，且隨著B(niǎo)加入量的增加，堆焊合金中硬質(zhì)相的數(shù)量明顯增多。隨著B(niǎo)加入量的增加，堆

4、焊合金的顯微硬度和宏觀硬度都隨之提高，B加入量為10％時(shí)，顯微硬度為1266HV0.5，宏觀硬度為70.1HRC。堆焊合金的耐磨性能隨著B(niǎo)加入量的增加而提高。
　　合金粉塊中N加入量為0％時(shí)，堆焊合金中的硬質(zhì)相呈方形及長(zhǎng)條狀;N加入量為1％時(shí)，硬質(zhì)相形態(tài)為較小的方形;當(dāng)N加入量為2％時(shí)，硬質(zhì)相呈不規(guī)則的形狀且數(shù)量明顯減少。沒(méi)有加入N時(shí)，堆焊合金中的物相除了Fe-Cr、Mo2FeB2之外，還有MoB、Cr2B3等二元硼化物，N加入合

5、金粉塊之后，堆焊合金中的N主要以Cr2N的形式存在。堆焊合金的微觀硬度和宏觀硬度，都隨著N加入量的增加而減小，耐磨性變差。
　　研究了合金粉塊中作為B源的硼鐵粉、硼粉以及鉬鐵硼粉三種原材料對(duì)堆焊合金組織性能的影響。結(jié)果表明，硼鐵粉和鉬鐵硼粉作為B源的堆焊合金中有大量的三元硼化物硬質(zhì)相形成，加入硼鐵粉的堆焊合金主要由復(fù)合硼化物Mo2FeB2,γ-FeCr和二元硼化物的共晶組織組成，硬質(zhì)相大多呈長(zhǎng)條狀，其顯微硬度和宏觀硬度分別為830