铁基碳化钨等离子熔覆层的制备及其性能研究

发布时间：2017-08-12 09:24

  本文关键词：铁基碳化钨等离子熔覆层的制备及其性能研究

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【摘要】：本文依据等离子熔覆材料的设计原则,实验碳含量为1.0%、2.8%和4.0%,碳化钨含量为0%、5%、12%、20%和35%的铁基碳化钨等离子熔覆层。对粉末流动均匀性、熔覆层宏观形貌、等离子熔覆稀释率和等离子熔覆层微观特征进行研究,以考察混合粉末等离子熔覆的工艺性能;通过金相观察和扫面电镜分析、显微硬度和摩擦磨损性能实验方法,研究了铁基碳化钨等离子的熔覆层微观组织和力学性能,讨论了C和WC含量的变化对等离子熔覆层微观组织和性能的影响规律。通过对铁基合金和碳化钨的级配,在额定的送粉电压范围内,等离子熔覆送粉速度变化的偏差值为0.08~0.11,近似均匀送粉,可以实施等离子熔覆;对熔覆参数优化后,均能获得成型优良、组织致密的熔覆层;经计算,熔覆层的稀释率分布在24~35%之间。随着铁基合金碳含量的降低,等离子熔覆层组织由过共晶向共晶组织过渡,Fe52(4.0%C)等离子熔覆层组织主要为过共晶组织,熔覆层主要由γ(Fe,Cr)、α(Fe,Cr)和六方棱柱状的初生碳化物(Fe,Cr)7C3组成;Fe51(2.8%C)等离子熔覆层组织主要为过共晶组织和共晶组织,覆层主要由γ(Fe,Cr)、α(Fe,Cr)和集束板条状共晶碳化物(Fe,Cr)7C3和少量的初生碳化物组成;Fe50(1.0%C)等离子熔覆层组织主要为共晶组织,熔覆层主要由γ(Fe,Cr)和集束板条状共晶碳化物组成;共晶和过共晶碳化物均匀分布,奥氏体填充在碳化物之间的空隙内,以粘结相的形式存在。三种铁基合金熔覆层的硬度随着铁基合金碳含量的减小依次降低,铁基合金熔覆层的摩擦系数随铁基合金碳含量变化波动不大,磨损量随着铁基合金碳含量的减小逐渐增加。随着碳化钨加入量的增加,等离子熔覆层的微观组织中六方棱柱状的初生碳化物(Fe,Cr)7C3逐渐减少,集束板条状共晶碳化物(Fe,Cr)7C3逐渐增加,熔覆层组织中出现了少量的Fe3W3C、Fe6W6C、W2C和WC等硬质相;初生碳化物和共晶碳化物在熔覆层中均匀分布,周围由金属粘结相包围,外加WC硬质相在的分布呈现不规则的状态。随着碳化钨含量的增加,Fe52、Fe51、Fe50熔覆层的硬度依次提高,并且Fe51和Fe50熔覆层的硬度值逐渐接近,但仍比Fe52熔覆层的硬度值低;铁基合金熔覆层的摩擦系数随碳化钨含量变化仍波动不大,磨损量随碳化钨含量的增加逐渐减小。
【关键词】：铁基合金 碳化钨 等离子熔覆 微观组织 耐磨性能
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-17
• 1 绪论17-29
• 1.1 前言17
• 1.2 等离子熔覆技术17-24
• 1.3 铁基碳化钨等离子熔覆层的研究现状24-28
• 1.4 研究目标与内容28
• 1.5 实验技术路线28-29
• 2 实验材料及方法29-37
• 2.1 实验材料29
• 2.2 实验方法29-34
• 2.3 铁基碳化钨熔覆层的设计与制备34-37
• 3 铁基碳化钨混合粉的熔覆工艺性能研究37-45
• 3.1 混合粉的流动性分析37-38
• 3.2 等离子熔覆层宏观形貌分析38-42
• 3.3 熔覆层稀释率42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 4 WC含量对铁基碳化钨熔覆层组织和性能的影响45-56
• 4.1 WC含量对铁基碳化钨熔覆层微观组织的影响45-48
• 4.2 WC含量对铁基等离子熔覆层中碳化物分布的影响48-50
• 4.3 WC含量对铁基熔覆层性能的影响50-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 碳含量对铁基碳化钨熔覆层组织和性能的影响56-70
• 5.1 碳含量对铁基碳化钨熔覆层微观组织的影响56-61
• 5.2 铁基合金碳含量对等离子熔覆层中碳化物分布的影响61-63
• 5.3 碳含量对熔覆层性能的影响63-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 结论70-72
• 参考文献72-76
• 作者简历76-78
• 学位论文数据集78

【参考文献】

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本文编号：660875