碳化钨在高铬铸铁基高频感应堆焊工艺中烧损行为的研究

发布时间：2021-09-02 00:06

　　在高铬铸铁基高频感应堆焊层中添加WC硬质相颗粒可以有效地改善堆焊层的组织结构并提高堆焊层的整体耐磨性能,但在堆焊过程中WC颗粒的烧损会严重影响其对堆焊层的强化效果,为此研究WC颗粒在堆焊层中的烧损行为具有重要意义。本文在空气和真空环境中,采用不同的工艺参数在Q235钢表面制备了 28组含WC颗粒的高铬铸铁基堆焊试样;使用OM、SEM、EDS、XRD、硬度测试、磨损试验等测试方法对堆焊试样组织性能进行了研究,详细分析了 WC颗粒在堆焊层中的烧损行为,研究了工艺参数对WC颗粒烧损的影响,并在此基础上研究了 WC颗粒烧损对高频感应堆焊层性能的影响。对堆焊层形貌进行分析,结果显示由于母材的稀释,堆焊层底部为亚共晶组织,WC颗粒沉积在堆焊层底部,在其周围生成具有一定厚度的扩散层,WC颗粒间分布有呈块状和鱼骨状的含W碳化物:Fe6W6C、Fe3W3C、Fe4W2C。热力学分析表明,在堆焊过程中,WC颗粒被高温金属液包围后表面发生溶解,W2C相发生分解反应:W2C→2W+C;WC相发生分解反应:2WC→W2C+C和W2C→2W+C,分解产生的W和C原子在冷却过程中生成了含W的碳化物。对WC颗粒形貌进... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?Ｑ２３５钢金相组织??

将堆焊过程置于真空环境中，可以有效的隔绝氧气，降低ＷＣ颗粒氧化烧??损，因此设计了一种真空密封堆焊装置，如图２．２所示。真空密封堆焊装置是独??立设计，由河南辉强机械设备有限公司加工制作而成。??装置由机顶、机身和机底三部分组成，机身与机底间通过焊接连接，机顶??与机身间通过螺栓连接。感应线圈穿过机顶预留两孔与高频感应堆焊设备连接，??机底预留带螺纹管口与真空泵通过螺拴连接。??装置使用奥氏体钢材料，其为无磁性材料，在高频磁场中不会产生过热现??象；试样放置口与试验观察窗设为一体式结构，采用透明可视的ＰＣ板，满足将??试验材料放入密封装置后，可以随时观察堆焊进程，ＰＣ板与机体间使用具有一??定弹性的密封硅胶圈来保证装置密封性，ＰＣ板利用大气压的作用被压在机身窗??口处，此方式简化了操作过程；真空表采用螺纹连接在机身上；在所有螺纹连??接处采用水胶布（聚四氟乙烯生料带）密封。真空密封堆焊装置使用单级ＲＭ－２真??空泵可将试验环境的真空度抽至－〇．〇９５ＭＰａ。??该装置使用铜螺拴连接到高频感应堆焊设备上，机顶与机身之间使用螺栓??连接，便于线圈的更换。这种真空密封堆焊装置设计简单，安装方便，可以满??足堆焊试验的要瀵＞?了实验室成本。

按照表２．５和表２．６所设计的试验方案进行试验，每组试验进行三次，从中??选择表面质量最好的一组试样进行分析，对所得２８组试样截面进行金相制备处??理，观察堆焊层形貌。以Ａ５试样为例，如图３．１（ａ）所示，堆焊层上方分布有大??量的柱状碳化物，结合相关文献为过共晶Ｍ７Ｃ３碳化物｜２４１１３５１；堆焊层底部由于母??村稀释，为亚共晶组织，基体中存在一定数量的ＷＣ颗粒，在ＷＣ颗粒周围和??上方分布着块状组织和鱼骨状组织，鱼骨状组织在颜色上包括银白色和暗灰色，??故为两种不同的相组织。??ｍｍ??图３．１堆焊层金相组织??（ａ）堆焊层宏观形貌?（ｂ）ＷＣ颗粒局部放大形貌??对堆焊层底部的ＷＣ颗粒进行分析，在ＷＣ颗粒的边缘存在一层亮白色的??扩散层，可以看出ＷＣ颗粒的边缘发生了溶解。将ＷＣ颗粒放大观察，如图１１（ｂ），??颗粒边缘呈蜂窝状，由尺寸很小的杆状物相组成，这些杆状物相间相互交错，??之间存在孔隙。ＷＣ颗粒周围和上方存在不规则块状物相，且ＷＣ颗粒间还存在??２０??


本文编号：3377909