【摘要】：為了提高4043鋁合金焊絲堆焊層的耐磨性,在傳統(tǒng)4043鋁合金焊絲成分基礎(chǔ)上,添加Mg與變質(zhì)劑Sr,對Al-Si-Mg-Sr合金焊絲焊后堆焊層進行熱處理,研究了Mg、Sr以及熱處理工藝對焊絲焊后堆焊層耐磨性的影響。結(jié)果表明,在4043鋁合金焊絲中添加變質(zhì)劑Sr可以改變堆焊層組織中共晶硅顆粒的形態(tài);Mg可以為堆焊組織增加強化相Mg2Si;合理的熱處理工藝可以球化共晶硅顆粒,增強共晶硅顆粒與基體的結(jié)合能力;三者的共同作用可以顯著提高焊絲堆焊層的耐磨性。
【圖文】：

第5期徐振等：Sr、Mg及熱處理對Al-Si鋁合金焊絲堆焊層耐磨性的影響·1265·使用機械打磨拋光。使用LeicaDMI5000M光學(xué)金相顯微鏡進行金相組織觀察。采用JSM-6700F場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察試樣的顯微組織，結(jié)合能譜儀分析進行相的成分分析。使用SHIMADZUSSX-550掃描電子顯微鏡觀察堆焊試樣摩擦磨損試驗后的表面形貌特征。使用452-SVD自動轉(zhuǎn)塔數(shù)顯維氏硬度計測量堆焊層顯微硬度。2實驗結(jié)果2.1焊絲堆焊層顯微組織與力學(xué)性能2.1.1顯微組織圖1所示為3種鋁合金焊絲焊后堆焊層的金相顯微組織�？梢钥闯觯辖鸾M織均主要由α-Al基體和共晶硅組成，以非平衡共晶相的形式存在。未添加變質(zhì)劑Sr的共晶硅組織均為針狀，尺寸粗大。隨著變質(zhì)劑Sr的加入，合金中共晶硅的形貌發(fā)生了巨大變化，由粗大的針狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿〉睦w維狀。α-Al相和共晶硅的界限變得十分清晰，共晶相的分布更加均勻。圖2所示為場發(fā)射掃描電子顯微鏡下觀察到的β-Fe（Al5FeSi）相形貌�？梢钥闯觯珹l-Si焊絲堆焊層組織中的針狀共晶硅之間存在粗大的β-Fe（Al5FeSi）相（圖2a）。而添加Sr后，粗大的β-Fe（Al5FeSi）相得到明顯細化（圖2b）。2.1.2力學(xué)性能圖3所示為3種鋁合金焊絲堆焊層的硬度測量結(jié)果�？梢钥闯觯砑覵r和Mg后，堆焊層硬度提高明顯。Sr和Mg同時添加的焊絲堆焊層硬度最大，HV硬度可達到727MPa。摩擦系數(shù)和磨損量是摩擦磨損試驗中衡量金屬耐磨性優(yōu)劣的一個重要參數(shù)。通常來說，同等試驗條件下，材料摩擦系數(shù)和磨損量越小，其耐磨性越好。表2為堆焊層摩擦磨損試驗?zāi)Σ料禂?shù)與磨損量的匯總表�？梢钥闯�，添加Sr和Mg后，堆焊層的摩擦系數(shù)和磨損量明顯下降，其中同時添加Sr和Mg的焊絲堆圖1堆焊層的金相顯微組織Fig.1OMmicrostructuresofthesurfa

描電子顯微鏡觀察堆焊試樣摩擦磨損試驗后的表面形貌特征。使用452-SVD自動轉(zhuǎn)塔數(shù)顯維氏硬度計測量堆焊層顯微硬度。2實驗結(jié)果2.1焊絲堆焊層顯微組織與力學(xué)性能2.1.1顯微組織圖1所示為3種鋁合金焊絲焊后堆焊層的金相顯微組織�？梢钥闯觯辖鸾M織均主要由α-Al基體和共晶硅組成，以非平衡共晶相的形式存在。未添加變質(zhì)劑Sr的共晶硅組織均為針狀，尺寸粗大。隨著變質(zhì)劑Sr的加入，合金中共晶硅的形貌發(fā)生了巨大變化，由粗大的針狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿〉睦w維狀。α-Al相和共晶硅的界限變得十分清晰，共晶相的分布更加均勻。圖2所示為場發(fā)射掃描電子顯微鏡下觀察到的β-Fe（Al5FeSi）相形貌�？梢钥闯�，Al-Si焊絲堆焊層組織中的針狀共晶硅之間存在粗大的β-Fe（Al5FeSi）相（圖2a）。而添加Sr后，粗大的β-Fe（Al5FeSi）相得到明顯細化（圖2b）。2.1.2力學(xué)性能圖3所示為3種鋁合金焊絲堆焊層的硬度測量結(jié)果�？梢钥闯�，添加Sr和Mg后，堆焊層硬度提高明顯。Sr和Mg同時添加的焊絲堆焊層硬度最大，HV硬度可達到727MPa。摩擦系數(shù)和磨損量是摩擦磨損試驗中衡量金屬耐磨性優(yōu)劣的一個重要參數(shù)。通常來說，同等試驗條件下，材料摩擦系數(shù)和磨損量越小，其耐磨性越好。表2為堆焊層摩擦磨損試驗?zāi)Σ料禂?shù)與磨損量的匯總表�？梢钥闯�，，添加Sr和Mg后，堆焊層的摩擦系數(shù)和磨損量明顯下降，其中同時添加Sr和Mg的焊絲堆圖1堆焊層的金相顯微組織Fig.1OMmicrostructuresofthesurfacinglayers:(a)1#,(b)2#,and(c)3#圖2掃描電子顯微鏡下觀察到的β-Fe(Al5FeSi)相及EDS能譜Fig.2SEMimagesandEDSspectraofβ-Fe(Al5FeSi):(a,b)1#;(c,d)2#焊層摩擦系數(shù)和磨損量最校圖4所示為3種鋁合金焊絲堆焊層摩擦磨損試驗后的表面磨損形貌�？梢钥�?
【作者單位】： 東北大學(xué)材料電磁過程研究教育部重點實驗室;華晨汽車集團控股有限公司;
【基金】：中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費項目(N120309002,N130709001)
【分類號】：TG166.3;TG455

【參考文獻】

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本文編號：2538643