目的針對低碳鋼零件的破損失效采用TIG焊電弧熔覆增材制造工藝,研究低碳鋼電弧熔覆修復(fù)使其達(dá)到再制造零件性能要求的可行性,為實(shí)現(xiàn)TIG焊修復(fù)應(yīng)用提供保證。方法通過TIG焊熔覆在低碳鋼坡口處,對熔覆接頭的顯微組織進(jìn)行分析,并測試修復(fù)后的增材層表面硬度性能。使用Nanovea Tribometer摩擦磨損儀和NanoveaPS50表面輪廓儀,對基體和增材層進(jìn)行摩擦性能測試,并表征摩擦磨損后的表面形貌,探究磨損機(jī)理。采用電化學(xué)工作站對基體和增材層的腐蝕性能進(jìn)行分析。結(jié)果修復(fù)后的增材層顯微硬度（220.17HV）高于基體且其摩擦性能和腐蝕性能優(yōu)于基體,隨著磨損載荷的增加,增材層的摩擦系數(shù)逐漸降低,磨損機(jī)制主要為磨粒磨損和粘著磨損。增材層表面組織均勻細(xì)小,在NaCl溶液中點(diǎn)蝕坑小且分散,增材層的腐蝕電流密度(1.8349×10^-6 A/cm²)小于基體的腐蝕電流密度(6.5251×10^-5 A/cm²),增材層表面的抗腐蝕能力明顯提高。結(jié)論電弧熔覆低碳鋼可滿足低碳鋼零部件現(xiàn)場電弧快速修復(fù)對再制造性能的要求,實(shí)現(xiàn)... 

【文章來源】：表面技術(shù). 2020,49(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

焊接過程示意圖

采用PGSTAT302N電化學(xué)工作站在模擬海水中測試其耐腐蝕性能。試樣件尺寸為20 mm×10 mm×2 mm，電化學(xué)腐蝕試樣如圖2所示，采用石蠟封住絕緣膠以下試樣部位，露出10 mm?10 mm的待腐蝕面，人工海水按照ASTM D1141—98標(biāo)準(zhǔn)配制[20]。2 結(jié)果和討論

對增材層表面進(jìn)行EDS元素分析，結(jié)果如圖3所示。由圖3可見，經(jīng)過電弧熔覆修復(fù)后，增材層表面位置只剩下Fe、C、Mn、Si和微量的Cu元素，ER49-1焊絲中原本含有的Cr、S、P、Ni元素經(jīng)過氬弧焊機(jī)的電弧加熱過程后，高溫?zé)龘p造成某些元素缺損。采用4%的硝酸酒精溶液腐蝕后得到增材截面的顯微形貌如圖4所示。其中，圖4a沉積的焊層和基板中沒有明顯的缺陷，如裂縫、孔隙或不完全熔合，焊接質(zhì)量良好。焊縫顯微組織可以清楚地看到熔合線，明顯的區(qū)分開增材層部分、熱影響區(qū)部分和基體部分。圖4b是增材層的顯微組織，組織為細(xì)小的樹枝晶，由于增材層的冷卻速度快，出現(xiàn)了細(xì)針狀鐵素體，且垂直于熔合線生長。還出現(xiàn)多邊形鐵素體、板條貝氏體，貝氏體是由鐵素體和碳化物的混合組織。圖4d是熱影響區(qū)的顯微組織，總體呈多面體等軸晶狀，晶粒組織均比基體和增材層粗大，且分布不均勻。這是由于此區(qū)域電弧加熱溫度高，冷卻速度快，導(dǎo)致晶粒急劇長大。圖4f是基體的顯微組織，灰白色的塊狀多面體組織為鐵素體，黑色的不規(guī)則組織為珠光體，鐵素體和珠光體較為均勻地呈帶狀混合分布，且具有一定的變形方向取向。


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