AlFeCuCrCo-X系耐磨损堆焊合金的研究

发布时间：2020-10-24 20:37

　　 近年来,耐磨合金的开发和研究已趋于平缓,但随着科技的不断发展,新型的且具有更加优异性能的耐磨合金还在等待着被开发。由于耐磨材料在工业领域的消耗中占有非常大的比例,导致了生产成本的升高。因此,对耐磨材料及抗磨技术的不断开发及系统研究具有重大而深远的意义。为拓展耐磨材料的研究范围,本课题以Al、Fe、Cu、Cr、Co为主控元素,以W/Mo为调节元素,通过改变W/Mo的含量,分析W/Mo对合金堆焊层组织性能的影响。本实验采用等离子堆焊的方法来制备耐磨损堆焊合金,并对合金堆焊层的组织和力学性能进行分析测试,研究了不同W/Mo含量下该系堆焊合金的显微组织结构、显微硬度、耐磨损性能、耐腐蚀性能和热膨胀性能等。经研究分析得到如下结论:(1)对于AlFeCuCrCoW_x而言,当W含量为1.0mol时,合金堆焊层的力学性能达到最佳(硬度最高、耐磨性最好),硬度值为525HV,磨损失重为0.16g;其耐腐蚀性能也为最佳,腐蚀失重为0.012g;通过热膨胀实验分析发现AlFeCuCrCoW的热稳定性最佳,其相变温度为738.85℃,试样的伸长量为129.542μm,线膨胀系数为0.65‰。综上可知,AlFeCuCrCoW的综合性能最佳。(2)对于AlFeCuCrCoMo_x而言,当Mo含量为1.5mol时,合金堆焊层的硬度最高,硬度值为560HV;耐腐蚀性能最佳,腐蚀失重为0.003g,但是磨损量在x=0.8时最小,即随着Mo含量的增加,其耐磨损性能变差,但耐腐蚀性能逐渐增强,并在x=1.5时达到最佳;通过热膨胀实验分析发现AlFeCuCrCoMo_(1.5)的热稳定性最佳,其相变温度为734.85℃,伸长量及线膨胀系数分别为116.985μm和0.58‰。(3)AlFeCuCrCoW_x和AlFeCuCrCoMo_x堆焊层的物相组成均主要是金属间化合物。当W含量和Mo含量分别达到1.0mol和1.5mol时,组织中的金属间化合物种类和数量达到最大,AlFeCuCrCoW的组织为枝晶状,而AlFeCuCrCoMo_(1.5)的组织为等轴晶,两种合金的晶界处均有弥散分布的细小颗粒,组织均匀。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG455
【部分图文】：

图 2.1 堆焊合金层制备流程图Fig. 2.1 Preparation process of high-entropy surfacing alloys（1）利用如图 2.2 所示的电子天平称量出预先设计好的合金粉末，将称好的充分混合并搅拌均匀，之后将合金粉末放入烘干炉中进行烘干，本实验所使炉如图 2.3 所示，烘干参数为：温度 200℃，时间 2h，随炉冷却。药 粉原 料粉 剂处 理混 粉 烘 干配 粉筛 粉成 型.2 堆焊合金层的制备流程

图 2.1 堆焊合金层制备流程图Fig. 2.1 Preparation process of high-entropy surfacing alloys（1）利用如图 2.2 所示的电子天平称量出预先设计好的合金粉末，将称好的充分混合并搅拌均匀，之后将合金粉末放入烘干炉中进行烘干，本实验所使炉如图 2.3 所示，烘干参数为：温度 200℃，时间 2h，随炉冷却。药 粉原 料粉 剂处 理混 粉 烘 干配 粉筛 粉成 型.2 堆焊合金层的制备流程

图 2.4 试板Fig. 2.4 Test board完的试板利用等离子弧堆焊机进行堆焊，等离子堆焊用等离子弧产生的高温将合金粉末与基体表面迅速加等离子弧离开试板后焊缝金属自动冷却，形成一层合着电弧温度高、传热率大、稳定性好、熔深可控性强制在 5%～15%之间，有利于充分保证合金材料的性能数，可以对堆焊层的厚度、宽度以及硬度进行适当的实验选用等离子弧堆焊来制备堆焊合金，图 2.5 为本实子弧堆焊机的具体操作过程如下：将烘干完的试板放放置一块等厚度的试板作为引弧板，打开焊接电源、，使焊枪对准引弧板，进行焊接。焊接参数为：电弧速度 4mm/s，气体流量 12~15L/min。焊后待试板完全清理干净，处理完的试板如图 2.6 所示。
【参考文献】

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本文编号：2854951