Fe-Cr-C系堆焊耐磨材料的研究现状与展望

介绍了Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金的主要用途,综述了近年来的研究成果以及将来的发展方向。分析表明,初生M7C3垂直于堆焊层表面、多元合金的强化、硬质相呈弥散分布并与基体组织良好的强韧性匹配、不同磨损工况条件堆焊层强韧关系的合理选择能使耐磨效果达到最佳。特殊工况的Fe-Cr-C系堆焊材料的开发及其特种堆焊技术将成为未来研究的新趋势。

Fe-Cr-C系高碳高铬耐磨堆焊合金微观组织分析

研究了C元素含量6.0%左右时改变Cr元素含量和Cr元素含量40%左右时改变C元素含量两种情况下Cr及C元素各自对Fe-Cr-C合金堆焊层组织的影响。结果表明,C和Cr元素增加时,初生碳化物的量增加。初生碳化物随着C元素和Cr元素的增加,形态越来越规则,分布越来越密集,初生碳化物颗粒的单个尺寸增大。C元素含量6.0%左右,Cr元素含量增大时,初生碳化物微区Cr元素含量增加;而当Cr元素含量40%左右,C元素含量增加时,初生碳化物微区Cr元素含量反而降低。

铁基高碳耐磨堆焊焊条性能研究

以泥状石墨和高碳铬铁粉为合金粉,通过大量试验制取工艺性能、耐磨性能良好的铁基高碳耐磨堆焊焊条,并分析了碳对微观组织和耐磨性的影响。试验结果表明,在高碳耐磨堆焊焊条中,添加适量的铁红和长白石有助于提高焊条的工艺性能,石墨含量超过6%后焊条的工艺性能变差;对高碳耐磨堆焊合金,随含碳量的增加,初生碳化物数量越来越多,体积越来越大,且初生碳化物成定向生长,耐磨性也增加。

高碳型Fe-Cr-C耐磨堆焊合金显微组织研究

对四种高碳型Fe-Cr-C耐磨堆焊层显微组织中初生碳化物和共晶碳化物的形态进行了研究,分析了碳对显微组织的影响。结果表明:随含碳量的增加或铬碳比的降低,初生碳化物数量越来越多,且共晶碳化物体积增加,生长密度减少。柱状初生碳化物的横截面与纵截面硬度不同,横截面平均硬度为1616.0HV,纵截面的为1186.1HV。碳对耐磨堆焊层的组织起着重要作用。

高碳高铬合金激光电弧复合堆焊层的摩擦磨损性能

为细化高碳高铬合金堆焊层中粗大初生碳化物,提高堆焊层耐磨性能。以Q235为基材,高碳高铬合金选取D632A焊条,对比研究激光电弧复合堆焊试样与电弧堆焊试样。通过显微硬度测试和摩擦磨损试验,分别评价堆焊层的硬度和耐磨性,并通过光学显微镜对磨损前堆焊层显微组织进行观察和扫描电子显微镜对磨损形貌进行分析,分析总结了高碳高铬合金激光电弧复合堆焊试样与电弧堆焊试样摩擦磨损性能差异的原因。在激光电弧复合热源作用下,堆焊层显微组织中的M7C3初生碳化物由粗大条块状细化为细粒状,且均匀弥散分布。相对于电弧堆焊层,激光电弧复合堆焊层平均显微硬度提高了约12.5%,最大显微硬度达到了1 064 HV。激光电弧复合堆焊层的耐磨性较好,相同条件下磨损质量为5 mg,摩擦系数为0.38;电弧堆焊层的耐磨性较差,相同条件下磨损质量为7 mg,摩擦系数为0.43。两种堆焊层磨损破坏的机制主要为疲劳破坏。激光电弧复合堆焊通过激光干扰熔池,细化堆焊层中初生碳化物,有效提高了高碳高铬合金堆焊层的硬度和耐磨性。