本文關(guān)鍵詞： Mo-Fe-B系合金 TIG堆焊 Mo_2FeB_2 組織 硬度 耐磨性　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：Mo-Fe-B系堆焊合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨性能和耐腐蝕性能,可用于在高溫高壓、承受較大載荷及氧化、腐蝕等苛刻工況條件下運(yùn)行工件的表面堆焊。本文設(shè)計(jì)并制備了 Mo-Fe-B系堆焊合金粉塊,采用TIG堆焊工藝在Q235母材上制備堆焊合金層,采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射、顯微硬度計(jì)、洛氏硬度計(jì)和磨損試驗(yàn)等方法,研究了 Mo、B、N加入量對堆焊合金組織和性能的影響;設(shè)計(jì)并制備不同B源的堆焊合金粉塊,探究不同B源對堆焊層組織與性能的影響。Mo加入量為30%和25%時(shí),堆焊合金中除了主要的Mo2FeB2硬質(zhì)相和Fe-Cr之外,還有少量的Cr2B3、MoB等二元硼化物。Mo加入量為30%時(shí),堆焊合金中有大量的長條狀硬質(zhì)相,Mo加入量為25%時(shí),硬質(zhì)相的數(shù)量有所減少,形態(tài)則變?yōu)槊娣e較小的方形以及不規(guī)則多邊形。Mo加入量低于20%時(shí),堆焊合金中無明顯的硬質(zhì)相生成。堆焊合金的硬質(zhì)相和共晶組織中,均含有Mo、Fe、Cr,Mo富集在硬質(zhì)相中,Fe富集在共晶組織中,而Cr的分布比較均勻。Mo加入量為25%時(shí),堆焊合金的硬度達(dá)到最大值,其微觀硬度和宏觀硬度分別為1053HV0.5、58.6HRC,增加或降低Mo含量,硬度均有所降低。隨著Mo加入量的減少,堆焊合金的耐磨性能變差。增加B的加入量,可以改善脫渣性和焊縫成型。在Mo加入量為15%不變的情況下,當(dāng)B加入量為6%時(shí),堆焊合金中出現(xiàn)了 Mo2FeB2硬質(zhì)相,且隨著B加入量的增加,堆焊合金中硬質(zhì)相的數(shù)量明顯增多。隨著B加入量的增加,堆焊合金的顯微硬度和宏觀硬度都隨之提高,B加入量為10%時(shí),顯微硬度為1266HV0.5,宏觀硬度為70.1HRC。堆焊合金的耐磨性能隨著B加入量的增加而提高。合金粉塊中N加入量為0%時(shí),堆焊合金中的硬質(zhì)相呈方形及長條狀;N加入量為1%時(shí),硬質(zhì)相形態(tài)為較小的方形;當(dāng)N加入量為2%時(shí),硬質(zhì)相呈不規(guī)則的形狀且數(shù)量明顯減少。沒有加入N時(shí),堆焊合金中的物相除了 Fe-Cr、Mo2FeB2之外,還有MoB、Cr2B3等二元硼化物,N加入合金粉塊之后,堆焊合金中的N主要以Cr2N的形式存在。堆焊合金的微觀硬度和宏觀硬度,都隨著N加入量的增加而減小,耐磨性變差。研究了合金粉塊中作為B源的硼鐵粉、硼粉以及鉬鐵硼粉三種原材料對堆焊合金組織性能的影響。結(jié)果表明,硼鐵粉和鉬鐵硼粉作為B源的堆焊合金中有大量的三元硼化物硬質(zhì)相形成,加入硼鐵粉的堆焊合金主要由復(fù)合硼化物Mo2FeB2、y-FeCr和二元硼化物的共晶組織組成,硬質(zhì)相大多呈長條狀,其顯微硬度和宏觀硬度分別為830HV0.5、54.5HRC;加入鉬鐵硼粉的堆焊合金硬質(zhì)相多呈方形,數(shù)量多于加硼鐵粉的,其顯微硬度和宏觀硬度分別為1136HV0.5和56.8HRC。加硼粉的堆焊合金主要由Fe-Cr,σ-FeMoCr及少量的Mo2FeB2組成,其顯微硬度和宏觀硬度較低,分別為368HV0.5、37HRC。
[Abstract]:Mo-Fe-B surfacing alloys have excellent mechanical properties, wear resistance and corrosion resistance, can be used in high temperature and high pressure, large load and oxidation. In this paper, Mo-Fe-B surfacing alloy blocks were designed and prepared, and TIG surfacing technology was used to prepare surfacing alloy layer on Q235 base metal. Mohlb was studied by means of optical microscope, scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), microhardness meter, Rockwell hardness tester and wear test. Effect of N addition on microstructure and properties of surfacing alloy; The effect of different B sources on the microstructure and properties of the surfacing layer was investigated. The addition of Mo was 30% and 25% respectively. In addition to the main Mo2FeB2 hard phase and Fe-Cr, there is also a small amount of Cr _ 2B _ 3O _ (MoB) and other binary boride. Mo when the addition amount is 30. When there are a large number of long stripe hard phase Mo in the surfacing alloy, the number of hard phase decreases when the addition amount of Mo is 25. On the other hand, when the shape is small square and irregular polygon. Mo content is lower than 20, there is no obvious hard phase in the surfacing alloy. Mo is found in both hard phase and eutectic structure of surfacing alloy. Fe and Fe in hard phase are enriched in eutectic structure, and the hardness of surfacing alloy reaches the maximum when the distribution of Cr is uniform and the addition of Mo is 25. The microhardness and macroscopic hardness were 1053HV0.5C58.6HRCrespectively, increasing or decreasing the content of Mo, the hardness decreased, and with the increase of Mo content, the hardness decreased. The wear resistance of the surfacing alloy becomes worse. With the addition of B, the slagging and weld forming can be improved. When the amount of Mo is 15%, the addition of B is 6. The hard phase of Mo2FeB2 appeared in the surfacing alloy, and with the increase of B content, the number of hard phase in the surfacing alloy increased obviously, and with the increase of the content of B addition. The microhardness and macroscopic hardness of the surfacing alloy are increased with the addition of 10 B, the microhardness is 1266HV0.5. The hardness of surfacing alloy is 70.1 HRC. The wear resistance of the surfacing alloy increases with the increase of B content. When the N content in the alloy powder is 0, the hard phase in the surfacing alloy is square and long. When N addition is 1, the hard phase is a small square. When N content is 2, the hard phase is irregular in shape and the number is obviously reduced. Without N addition, there is MoB in the surfacing alloy in addition to Fe-Cr-Mo _ 2FeB2. After the addition of Cr2B3 and other binary boride N into the alloy powder, the N in the surfacing alloy mainly exists in the form of Cr2N. The microhardness and macroscopic hardness of the surfacing alloy are obtained. The effect of three raw materials, iron boron powder, boron powder and molybdenum ferroboron powder, on the microstructure and properties of surfacing alloy was studied. There are a large number of ternary boride hard phases in the surfacing alloy of iron boron powder and ferromolybdenum boron powder as B source. The surfacing alloy with iron boron powder is mainly composed of compound boride Mo2FeB2. The eutectic structure of y-FeCr and binary boride, the hard phase is mostly long stripe, its microhardness and macroscopic hardness are 830HV0.5 / 54.5HRC, respectively. The hard phase of surfacing alloy with ferro-molybdenum and boron powder is square, and the quantity is more than that of iron powder with boron. The microhardness and macroscopic hardness are 1136HV0.5 and 56.8 HRC, respectively. The surfacing alloys with boron powder mainly consist of Fe-Cr, 蟽 -FeMoCr and a small amount of Mo2FeB2. Its microhardness and macroscopic hardness are lower, which are 368HV0.5 and 37HRC, respectively.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG455

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本文編號：1442973