合金元素耐磨堆焊金屬.docx

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1、本頁(yè)主要研究1.合金元素對(duì)堆焊金屬影響2.Mo含量變化對(duì)堆焊金屬組織的影響3.合金元素Cr／C變化對(duì)堆焊層金屬硬度的影響4.部分合金元素對(duì)耐磨性的影響5.Mo變化對(duì)堆焊耐磨性研究合金元素對(duì)堆焊金屬影響在鋼中常加入的元素有硅、錳、鉻、鎳、氮、硼、稀土元素等。雖然這些素中有金屬與非金屬元素之分，但它們都起著合金元素的作用，因此可以統(tǒng)稱為合金元素。這些合金元素在堆焊金屬中所起的作用是不同的，具體如下：碳元素：堆焊金屬中碳含量的多少會(huì)對(duì)其中的組織形態(tài)及分布、碳化物的性質(zhì)、數(shù)量及性能有著至關(guān)重要的影響。碳是鐵基耐磨堆焊材料中必加的元素，可以明顯的改善堆焊金屬的耐磨性及硬度。但是堆

2、焊金屬中的碳含量并不是越多越好，只有當(dāng)碳含量處在一個(gè)合適的范圍時(shí)，才會(huì)充分發(fā)揮其作用。鉻元素：鉻元素是過(guò)渡族元素，熔點(diǎn)在1850℃左右。鉻在堆焊層中的分布可以形成碳化物，也可以固溶于基體中，提高基體的淬透性、硬度、耐磨性及耐蝕性。在堆焊合金中，碳和鉻元素一般是聯(lián)合起作用的，可以考察Cr／C比的影響。Cr／C比對(duì)耐磨材料的組織及力學(xué)性能都有很大的影響，從而對(duì)耐磨性產(chǎn)生很大的影響【加】。釩元素：釩元素同樣屬于過(guò)渡族金屬元素，熔點(diǎn)較高為1920℃。釩是強(qiáng)碳化物形成元素，VC的熔點(diǎn)為1850℃~2730℃，’V與碳可以行成VC和V2C兩種穩(wěn)定的碳化物，VC是鋼中比較理想的碳化物

3、硬質(zhì)相，這主要是因?yàn)閂C碳化物質(zhì)地堅(jiān)硬，高溫性能好，在磨損情況下不容易開(kāi)裂。VC在形成碳化物硬質(zhì)相時(shí)，可以形成碳化物的彌散強(qiáng)化，對(duì)提高材料的耐磨性有很重要的作用鉬元素：鉬在鋼中和堆焊金屬中的作用為：提高淬透性、產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、抑制回火脆性；形成M02C，增強(qiáng)二次硬化效應(yīng)。在調(diào)質(zhì)鋼中加入O．2~o．3％的Mo，不僅能夠提高鋼的淬硬性及其強(qiáng)度和延展性，更由于Mo可以消除或減輕其他合金元素所造成的回火脆性而大大改善鋼的沖擊韌度，鉬在堆焊金屬中的分布主要以兩種方式存在：當(dāng)合金中Cr<15％時(shí)，鉬主要是固溶于基體中，提高淬硬性；當(dāng)合金中cr在28％左右時(shí)，鉬主要以二次相的形式析出，

4、起到彌散強(qiáng)化的作用，使合金得到有效的強(qiáng)化。中鉻合金耐磨堆焊金屬的主要合金元素是C、cr、Mo、V，合金元素對(duì)堆焊金屬的性能、組織有很大的影響m’4刀，主要用于承受一定沖擊載荷.Mo含量變化對(duì)堆焊金屬組織的影響鉬可以使奧氏體合金化，提高奧氏體的穩(wěn)定性，促進(jìn)殘余奧氏體的形成；含鉬碳化物可以在奧氏體中沉淀析出或彌散析出，使奧氏體得到沉淀強(qiáng)化或彌散強(qiáng)化。鉬在元素周期表中屬于vIB族，屬體心立方晶體，由于和，．Fe晶格類型不同，原子半徑差異較大，所以它對(duì)奧氏體固溶強(qiáng)化作用顯著。Mo與c的親和力強(qiáng)于cr，屬于易碳化物元素。鉬含量高時(shí)可以形成特殊碳化物，如Moc、M02c、(Fe，M

5、o)23c等。圖3．6為不同Mo含量的堆焊金屬組織，可以看出堆焊金屬的組織以馬氏體為主，并存在殘余奧氏體。Mo在原始晶界與晶內(nèi)的不同分布，會(huì)增加奧氏體的穩(wěn)定性，使得晶界存在較多的殘余奧氏體組織，有利于增加基體的塑性，在承受沖擊下的磨料磨損工況下，能表現(xiàn)出更好的耐磨性能鉬可以提高鋼的淬透性、耐磨性，主要是以共晶碳化物和固溶形式存在于熔敷金屬中的。從3—6組織照片中可以看出Mo的碳化物不明顯，組織主要以馬氏體組織為主。電子探針線掃描的結(jié)果如圖3．9，可以看出，合金元素的波峰波谷并不明顯，Mo主要是以固溶的形式存在，較少量形成碳化物M02c；cr在堆焊金屬中的碳化物是cnc2

6、；V主要以碳化物vc的形式存在。在圖3．8x射線衍射分析結(jié)果中，Mo在堆焊金屬中的物相主要是以固溶體的形式存在，Mo的碳化物相對(duì)較少，以M02c形式存在。Mo在原始的奧氏體晶內(nèi)與晶界分布不均勻，晶界必然會(huì)出現(xiàn)這種元素的富集，增加了奧氏體的穩(wěn)定性，晶界存在殘余奧氏體組織：由于v的碳化物形成能力較強(qiáng)，v優(yōu)于cr形成碳化物形成vC；cr的碳化物是c03c2，并且固溶于基體中起到了固溶強(qiáng)化作用。合金元素Cr／C變化對(duì)堆焊層金屬硬度的影響堆焊金屬中合金元素的改變可以對(duì)其中的組織產(chǎn)生很大的影響，從而改變堆焊金屬的性能，圖3．10所示為Cr／C比與堆焊金屬宏觀硬度的關(guān)系，可以看出隨著

7、Cr／C比的不斷增加，堆焊金屬的硬度不斷增大。通過(guò)改變Cr、C的含量，可以顯著的改變堆焊金屬的組織，從不同Cr／C比堆焊金屬的金相組織中可以看出，隨著Cr／C比的不斷提高，cr提高了基體的淬透性，使基體的強(qiáng)度不斷提高，同時(shí)隨著碳含量的不斷增加，堆焊金屬中的馬氏體數(shù)量不斷增多，并且由板條馬氏體逐漸變?yōu)閷\晶馬氏體，通過(guò)這兩個(gè)方面的相互作用使堆焊層的硬度隨著Cr／C比的增大而不斷的增大。在Cr／C比達(dá)到最大值(Cr／fc為8．34)時(shí)，硬度達(dá)到最大值59．6HRC，其中最大硬度值與最小的硬度值相差27．2HRC。這說(shuō)明通過(guò)增加堆焊金屬中Cr／C