【摘要】：高硼合金以原位生成的硼化物為硬質(zhì)相骨架增強耐磨性,其應(yīng)用越來越廣泛。很多工況對高硼合金的耐磨性和耐蝕性均有較高的要求,如注塑機的核心部件螺桿。本文設(shè)計了Ni-Cr-B-Mo和Ni-Cr-B-Fe兩種Ni-Cr-B系高硼堆焊合金粉塊,研究了合金元素對氬弧熔敷該合金粉塊堆焊合金的組織和耐磨耐蝕性能的影響。Ni-Cr-B-Mo堆焊合金和Ni-Cr-B-Fe堆焊合金都具有快速冷卻成型的定向凝固組織,與母材結(jié)合良好,存在明顯的過渡區(qū)。Ni-Cr-B-Mo堆焊合金頂端為明顯的過共晶組織。堆焊合金中主要硬質(zhì)相為三元硼化物Mo2M'B2,其中M’為Fe、 Ni、Cr等金屬元素。當B含量相同時,Mo含量為44%的堆焊合金的三元硼化物含量最少,增加或者減少Mo含量,均能增加三元硼化物的含量,且硼化物的形態(tài)差異很大。Ni-Cr-B-Mo堆焊合金中先共晶三元硼化物的顯微硬度遠遠大于周圍共晶組織。三元硼化物和共晶組織的顯微硬度隨Mo含量增加而減小,當Mo含量為37.53%時,先共晶三元硼化物和周圍共晶組織的顯微硬度最大。Ni-Cr-B-Mo堆焊合金的耐蝕性隨Mo含量的增加而提高,但當Mo含量高于44.18%時,耐蝕性提高的不明顯。Ni-Cr-B-Fe堆焊合金中主要硬質(zhì)相為板條狀和網(wǎng)狀的具有Fe2B結(jié)構(gòu)的(Fe, Cr, Ni)2(B, C)復(fù)合硼化物。隨合金粉塊中鐵硼合金粉含量的增加,Ni-Cr-B-Fe堆焊合金中二元硼化物增加。鐵硼合金粉含量為50%以上時,出現(xiàn)了B的衍射峰。Ni-Cr-B-Fe堆焊合金的顯微硬度隨著含硼量的增加而提高,但硬度提高并不明顯。Ni-Cr-B-Fe堆焊合金的耐蝕性隨鐵硼合金粉加入量的增加而呈上升趨勢。當鐵硼合金粉添加量均為50%時,Ni-Cr-B-Fe堆焊合金的耐蝕性比Ni-Cr-B-Mo堆焊合金較差。當鐵硼合金粉添加量均為50%時,Cr含量為5%時,硼化物主要為板條狀,當Cr含量為10%時,出現(xiàn)了網(wǎng)狀、蜂窩狀硼化物組織。當Cr含量為15%時,硼化物呈現(xiàn)為相對平行,具有明顯方向性的長條狀。隨著Cr含量的增加,高硼堆焊合金的顯微硬度增大。當Cr含量為15%時,其共晶組織的顯微硬度最高,長條狀硼化物硬度為1252.3HV,遠高于共晶組織。當Cr含量為15%時,Ni-Cr-B-Fe堆焊合金的耐蝕性最好。高硼堆焊合金的耐磨性明顯優(yōu)于母材Q235鋼。含Mo量為37.53%的Ni-Cr-B-Mo堆焊合金的耐磨性為母材Q235的27.7倍,硼鐵合金粉含量50%的Ni-Cr-B-Fe堆焊合金的耐磨性為母材Q235的15倍,耐磨性相對較差。硼鐵合金粉含量的增加在一定程度上提高了堆焊合金的耐磨性,但提高并不明顯。當Cr元素含量為15%時,Cr含量的增加并沒有提高耐磨性,反而使其耐磨性變差。
[Abstract]:The wear resistance of high boron alloy is enhanced by in-situ formation of boride as hard phase skeleton, and its application is more and more extensive. The wear resistance and corrosion resistance of high boron alloy are required in many working conditions, such as screw, the core component of injection molding machine. In this paper, two kinds of Ni-Cr-B high boron surfacing alloy blocks of Ni-Cr-B-Mo and Ni-Cr-B-Fe are designed. The effect of alloying elements on the microstructure and wear resistance and corrosion resistance of argon arc cladding alloy was studied. Both Ni-Cr-B-Mo surfacing alloy and Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy have directional solidification structure of rapid cooling molding. The Ni-Cr-B-Mo surfacing alloy has a hypereutectic structure at the top of the alloy. The main hard phase in surfacing alloy is ternary boride Mo2M'B2, in which M'is Fe, Ni,Cr and other metal elements. When the content of B is the same, the content of ternary boride in surfacing alloy with 44% Mo content is the least. Increasing or decreasing the content of Mo can increase the content of ternary boride. The microhardness of proeutectic ternary boride in Ni-Cr-B-Mo surfacing alloy is much higher than that in the surrounding eutectic structure. The microhardness of ternary boride and eutectic structure decreases with the increase of Mo content, when the content of Mo is 37.53, The microhardness of proeutectic ternary boride and eutectic microstructure is the greatest. The corrosion resistance of Ni-Cr-B-Mo surfacing alloy increases with the increase of Mo content, but when the Mo content is higher than 44.18, The corrosion resistance of Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy was not improved obviously. The main hard phase in Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy was (Fe, Cr, Ni) _ 2 (B, C) boride with Fe2B structure. With the increase of Fe-B alloy powder content in alloy block, the binary boride in Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy increases. When the content of Fe-B alloy powder is more than 50%, the diffraction peak of B appears. The microhardness of Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy increases with the increase of boron content. The corrosion resistance of Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy increases with the increase of Fe / B alloy powder content. When the content of Fe-B alloy powder is 50%, the corrosion resistance of Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy is worse than that of Ni-Cr-B-Mo surfacing alloy. When the addition amount of Fe-B alloy powder is 50 and the content of Cr is 5, the boride is mainly plate-like, and when the content of Cr is 10, there is reticular and honeycomb boride structure. When the content of Cr is 15, the boride presents a stripe of relative parallelism and obvious directionality. The microhardness of high boron surfacing alloy increases with the increase of Cr content. When the content of Cr is 15, the microhardness of eutectic structure is the highest, and the hardness of long boride is 1252.3 HV.This is much higher than that of eutectic structure. When the content of Cr is 15, the corrosion resistance of Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy is the best. The wear resistance of high boron surfacing alloy is better than that of Q235 steel. The wear resistance of Ni-Cr-B-Mo surfacing alloy containing 37.53% Mo is 27.7 times of that of Q235, and that of Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy containing 50% boron ferroalloy powder is 15 times of that of Q235. The wear resistance of Ni-Cr-B-Fe surfacing alloy containing 37.53% Mo is relatively poor. The increase of boron ferroalloy powder content improves the wear resistance of surfacing alloy to some extent, but the increase is not obvious. When the content of Cr is 15, the increase of Cr content does not improve the wear resistance, but makes the wear resistance worse.
【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】：2015
【分類號】：TG42

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本文編號：2352428