钨与硼多元硬质相复合强化堆焊合金的组织及性能的控制

发布时间：2021-03-31 12:29

　　磨损作为机械失效的主要形式,会减少机械设备的使用寿命,增加机械工程中事故产生的风险,因此提高材料表面的耐磨性能很有必要。本文利用埋弧焊机采用明弧堆焊的方法制备Fe-Cr-C-B-W系耐磨堆焊合金,通过改变药芯焊丝中Cr、W、B元素含量来探究三种元素对堆焊合金硬质相、硬度和耐磨性能的影响规律,探究堆焊层耐磨机理。确定出Fe-Cr-C-B-W堆焊合金最佳合金元素含量使堆焊层耐磨性能达到最佳,研制出性能优良的自保护耐磨堆焊药芯焊丝。在Cr元素添加量为15%至35%时,焊缝成型性好,焊接过程中电弧稳定。当W元素的添加量为22%时,焊接过程中会产生较多的烟尘,飞溅并且伴有断弧现象。在B元素添加量为6%至8%时,药芯焊丝中加入的硼铁可以增强熔敷金属流动性促进焊缝成型。当B元素添加量为12%时,焊接过程中会产生夹渣现象。通过XRD衍射图谱结合SEM、EDS分析,在堆焊层金属中Cr元素质量分数为12.16%时,堆焊层主要含铬硬质相为（Cr,Fe）₇C₃、Cr₇C₃、Cr₂₃C₆

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

H08A钢带Fig.2.1H08Asteelstrip

第2章实验材料、方法与设备132.3.2药芯焊丝的制作实验使用的药芯焊丝拉丝机如图2.2所示，制得所需药芯焊丝需要经过四次缩小药芯焊丝直径的过程。首次轧制出的药芯焊丝直径为4.0mm，之后直径依次减少至3.2mm，2.7mm，2.4mm，最终得到药芯焊丝直径为2.4mm。图2.2药芯焊丝轧制轮Fig.2.2Fluxcoredwirerollingwheel药粉的填充率是指药粉的质量与药芯焊丝总质量的比值，一般选取一定长度的药芯焊丝，测量药粉的质量和药芯焊丝总质量进行计算[59]。药粉的填充率应在一个合适的范围内，如果填充率过低，药芯焊丝中药粉加入过少，在后续制作工序中会出现窜粉；同时在堆焊过程中，填充率过低还会导致堆焊层稀释严重。填充率过高，药芯焊丝在拉拔过程中容易拉断，给药芯焊丝的制作带来困难。因此，将药芯焊丝填充率定为50%，选取一段成品焊丝称重，药芯焊丝总质量为175.47g药粉质量为86.85g，实际填充率为49.5%。2.3.3堆焊层的制备采用MZC-1250型交流自动埋弧焊机进行堆焊层的制备，如图2.3所示。以Q235钢为堆焊的母材钢板，焊接试样采用双层六道，增加堆焊层的高度，减少母材组织对堆焊层的稀释性影响，截面图如图2.3所示。在堆焊过程中注意控制层间温度，在上一道焊缝冷却至150℃至200℃再堆焊下一道焊缝，同时用钢刷和角磨机去除上一道焊缝表面的氧化皮。通过多次调节焊接电流、电压，焊接速度和焊丝伸出长度，确定焊接工艺参数如表2.4所示。

沈阳工业大学硕士学位论文14图2.3堆焊层截面图Fig.2.3Sectionofsurfacingweldinglayer图2.4MZC-1250型交流自动埋弧焊机Fig.2.4MZC-1250ACautomaticsubmergedarcweldingmachine表2.4焊接工艺参数Tab.2.4Weldingprocessparameters焊接电压U（V）焊接电流I（A）焊接速度V（mm/s）焊丝伸出长度L（mm）2415010152.4金相试样的制备与分析用砂轮将堆焊层金属打平，实验试样取用第二层堆焊层，选取焊道中间位置，用线切割机切取10mm×10mm×10mm作为金相试件，57mm×25mm×12mm作为磨损试样，38mm×38mm×12mm作为荧光光谱分析试样。对切割的金相试件依次使用240x→600x→1200x→2000x的砂纸进行打磨制得试样，使用上海金相机械设备有限公司生产的YMP-2B金相试样抛磨机对试样进行抛光。腐蚀液使用4%的硝酸酒精溶液，待金相试样发生颜色变化后立即使用酒精进行冲洗，之后使用吹风机进行吹干。


本文编号：3111440