低碳钢电弧熔覆增材层摩擦磨损及抗腐蚀性能
发布时间：2021-08-03 01:04
目的针对低碳钢零件的破损失效采用TIG焊电弧熔覆增材制造工艺,研究低碳钢电弧熔覆修复使其达到再制造零件性能要求的可行性,为实现TIG焊修复应用提供保证。方法通过TIG焊熔覆在低碳钢坡口处,对熔覆接头的显微组织进行分析,并测试修复后的增材层表面硬度性能。使用Nanovea Tribometer摩擦磨损仪和NanoveaPS50表面轮廓仪,对基体和增材层进行摩擦性能测试,并表征摩擦磨损后的表面形貌,探究磨损机理。采用电化学工作站对基体和增材层的腐蚀性能进行分析。结果修复后的增材层显微硬度（220.17HV）高于基体且其摩擦性能和腐蚀性能优于基体,随着磨损载荷的增加,增材层的摩擦系数逐渐降低,磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。增材层表面组织均匀细小,在NaCl溶液中点蚀坑小且分散,增材层的腐蚀电流密度(1.8349×10-6 A/cm2)小于基体的腐蚀电流密度(6.5251×10-5 A/cm2),增材层表面的抗腐蚀能力明显提高。结论电弧熔覆低碳钢可满足低碳钢零部件现场电弧快速修复对再制造性能的要求,实现...
【文章来源】：表面技术. 2020,49(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
焊接过程示意图
采用PGSTAT302N电化学工作站在模拟海水中测试其耐腐蚀性能。试样件尺寸为20 mm×10 mm×2 mm，电化学腐蚀试样如图2所示，采用石蜡封住绝缘胶以下试样部位，露出10 mm?10 mm的待腐蚀面，人工海水按照ASTM D1141—98标准配制[20]。2 结果和讨论
对增材层表面进行EDS元素分析，结果如图3所示。由图3可见，经过电弧熔覆修复后，增材层表面位置只剩下Fe、C、Mn、Si和微量的Cu元素，ER49-1焊丝中原本含有的Cr、S、P、Ni元素经过氩弧焊机的电弧加热过程后，高温烧损造成某些元素缺损。采用4%的硝酸酒精溶液腐蚀后得到增材截面的显微形貌如图4所示。其中，图4a沉积的焊层和基板中没有明显的缺陷，如裂缝、孔隙或不完全熔合，焊接质量良好。焊缝显微组织可以清楚地看到熔合线，明显的区分开增材层部分、热影响区部分和基体部分。图4b是增材层的显微组织，组织为细小的树枝晶，由于增材层的冷却速度快，出现了细针状铁素体，且垂直于熔合线生长。还出现多边形铁素体、板条贝氏体，贝氏体是由铁素体和碳化物的混合组织。图4d是热影响区的显微组织，总体呈多面体等轴晶状，晶粒组织均比基体和增材层粗大，且分布不均匀。这是由于此区域电弧加热温度高，冷却速度快，导致晶粒急剧长大。图4f是基体的显微组织，灰白色的块状多面体组织为铁素体，黑色的不规则组织为珠光体，铁素体和珠光体较为均匀地呈带状混合分布，且具有一定的变形方向取向。
本文编号：3318624
【文章来源】：表面技术. 2020,49(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
焊接过程示意图
采用PGSTAT302N电化学工作站在模拟海水中测试其耐腐蚀性能。试样件尺寸为20 mm×10 mm×2 mm，电化学腐蚀试样如图2所示，采用石蜡封住绝缘胶以下试样部位，露出10 mm?10 mm的待腐蚀面，人工海水按照ASTM D1141—98标准配制[20]。2 结果和讨论
对增材层表面进行EDS元素分析，结果如图3所示。由图3可见，经过电弧熔覆修复后，增材层表面位置只剩下Fe、C、Mn、Si和微量的Cu元素，ER49-1焊丝中原本含有的Cr、S、P、Ni元素经过氩弧焊机的电弧加热过程后，高温烧损造成某些元素缺损。采用4%的硝酸酒精溶液腐蚀后得到增材截面的显微形貌如图4所示。其中，图4a沉积的焊层和基板中没有明显的缺陷，如裂缝、孔隙或不完全熔合，焊接质量良好。焊缝显微组织可以清楚地看到熔合线，明显的区分开增材层部分、热影响区部分和基体部分。图4b是增材层的显微组织，组织为细小的树枝晶，由于增材层的冷却速度快，出现了细针状铁素体，且垂直于熔合线生长。还出现多边形铁素体、板条贝氏体，贝氏体是由铁素体和碳化物的混合组织。图4d是热影响区的显微组织，总体呈多面体等轴晶状，晶粒组织均比基体和增材层粗大，且分布不均匀。这是由于此区域电弧加热温度高，冷却速度快，导致晶粒急剧长大。图4f是基体的显微组织，灰白色的块状多面体组织为铁素体，黑色的不规则组织为珠光体，铁素体和珠光体较为均匀地呈带状混合分布，且具有一定的变形方向取向。
本文编号：3318624
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