本文關(guān)鍵詞：Fe-C-B-Cr-Nb系耐磨堆焊層的組織與性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)節(jié)奏及效率越來越快，機(jī)械設(shè)備及零部件的磨損失效問題日益嚴(yán)重，給生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。通過對磨損件的堆焊修復(fù)，可以使受損的零部件再次正常使用，這樣就減少了工件的更換次數(shù)，提高了設(shè)備的利用率，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究耐磨堆焊材料，提高材料自身耐磨性能有重要意義。 本文采用自制藥芯焊絲，使用藥芯焊絲自保護(hù)堆焊方法在Q235鋼板上制備Fe-C-B-Cr-Nb系耐磨堆焊金屬層，利用金相顯微鏡、掃描電鏡、XRD物相測定、宏觀硬度測試、磨料磨損試驗(yàn)、沖擊韌度試驗(yàn)等方法，研究了CaB_6、B_4C及鈮鐵加入量變化對耐磨堆焊金屬組織和性能的影響規(guī)律。 本次試驗(yàn)所得到的堆焊金屬顯微組織主要由奧氏體+少部分馬氏體+(Cr,Fe)7(C,B)3等組成。B元素可以使Fe-C-Cr系合金的共晶點(diǎn)左移，降低共晶區(qū)域的含碳量，隨著CaB_6及B_4C加入量的增加，堆焊金屬中一次析出物數(shù)量增加，體積增大。Nb元素在結(jié)晶過程中有細(xì)化晶粒的作用，鈮鐵的加入使得堆焊金屬中除上述組織外，還有部分NbC出現(xiàn)。提高鈮鐵加入量，堆焊金屬中一次析出物體積尺寸減小，數(shù)量相對增加。 堆焊金屬中硼、碳和鈮元素含量的增加，其宏觀硬度近似線性增加。不含硼元素的堆焊金屬平均宏觀硬度為53.0HRC，含硼量最高的堆焊金屬平均宏觀硬度可達(dá)到58.8HRC。堆焊金屬的含鈮量由0增加至1.93%時(shí)，其宏觀硬度由54.0HRC提高到57.8HRC。 Fe-C-B-Cr系堆焊金屬在磨粒磨損過程中，材料的主要磨損機(jī)制是顯微切削和局部斷裂剝落。堆焊金屬的耐磨粒磨損性能隨藥芯焊絲中CaB_6加入量的增加，呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，藥芯焊絲中CaB_6加入量達(dá)到3.0%時(shí)，堆焊金屬的耐磨性最好，相對耐磨性是Q235基體的3.3倍。繼續(xù)提高焊絲藥粉中CaB_6加入量，堆焊金屬內(nèi)析出過多脆硬一次碳硼化物，，失去基體的保護(hù)，磨損時(shí)剝落較多，耐磨性下降。堆焊金屬的耐磨粒磨損性能隨藥芯焊絲中B_4C和鈮鐵加入量的增加，呈現(xiàn)逐漸提高的趨勢，藥芯焊絲中B_4C加入量達(dá)到6.0%時(shí)，堆焊金屬的耐磨性最好，相對耐磨性是Q235基體的4.3倍。藥芯焊絲中鈮鐵加入量達(dá)到6.0%時(shí)，堆焊金屬的耐磨性最好，相對耐磨性是Q235基體的3.46倍。 SEM斷口分析可知，堆焊金屬沖擊試樣主要為脆性斷裂。堆焊金屬內(nèi)析出的硬質(zhì)相與共晶基體的結(jié)合強(qiáng)度較低，這些硬質(zhì)相的邊緣或尖角位置容易造成應(yīng)力集中或位錯(cuò)塞積，增加解理萌生點(diǎn)數(shù)量，降低材料的韌性。當(dāng)碳硼元素含量較低時(shí)，堆焊金屬組織內(nèi)析出碳硼化物硬質(zhì)相的數(shù)量較少，堆焊試樣沖擊斷口以穿晶解理斷裂為主；提高堆焊金屬內(nèi)碳硼元素含量，析出硬質(zhì)相數(shù)目增加，斷裂機(jī)制以沿晶斷裂為主。鈮元素的添加不僅使得一次碳硼化物體積減小，同時(shí)還能細(xì)化共晶奧氏體晶粒，提高堆焊金屬沖擊韌性。
【關(guān)鍵詞】：耐磨堆焊 Fe-C-Cr-B-Nb合金 沖擊韌性 藥芯焊絲
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG455
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 選題的背景及意義10
• 1.2 常用耐磨材料及其研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 奧氏體高錳鋼11-12
• 1.2.2 低合金耐磨鋼12
• 1.2.3 鎳硬鑄鐵12
• 1.2.4 低鉻白口鑄鐵12-13
• 1.2.5 高鉻鑄鐵13
• 1.2.6 耐磨硬質(zhì)合金13-14
• 1.2.7 雙金屬復(fù)合耐磨材料14-15
• 1.3 耐磨堆焊材料的研究進(jìn)展15-17
• 1.3.1 耐磨堆焊材料合金體系15-16
• 1.3.2 常見耐磨堆焊材料16-17
• 1.4 影響堆焊層組織及性能的因素17
• 1.5 材料韌性的測定及影響因素17-18
• 1.6 課題研究內(nèi)容及意義18-20
• 第2章 試驗(yàn)材料、方法及設(shè)備20-28
• 2.1 試驗(yàn)材料20-21
• 2.2 試驗(yàn)方法及設(shè)備21-28
• 2.2.1 藥芯焊絲的制備21-22
• 2.2.2 堆焊工藝的選擇及堆焊試樣制備22-23
• 2.2.3 堆焊金屬成分與顯微組織分析23-24
• 2.2.4 堆焊金屬性能測定24-28
• 第3章 CaB_6對 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬組織與性能的影響28-48
• 3.1 Fe-C-B-Cr 典型堆焊金屬組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)28-32
• 3.2 熱影響區(qū)組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)32-36
• 3.2.1 熔合區(qū)組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)33-34
• 3.2.2 過熱區(qū)組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)34-35
• 3.2.3 相變重結(jié)晶區(qū)組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)35
• 3.2.4 不完全重結(jié)晶區(qū)組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)35-36
• 3.3 CaB_6對堆焊合金顯微組織的影響36-38
• 3.4 CaB_6對 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬性能的影響38-45
• 3.4.1 堆焊金屬的硬度及耐磨性38-40
• 3.4.2 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬磨痕分析40-43
• 3.4.3 CaB_6對 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬沖擊韌性的影響43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-48
• 第4章 B_4C 對 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬組織與性能的影響48-60
• 4.1 B_4C 對 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬組織的影響48-50
• 4.1.1 B_4C 對 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬成分的影響48
• 4.1.2 B_4C 對 Fe-C-B-Cr 堆焊合金組織的影響48-50
• 4.2 B_4C 對 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬性能的影響50-59
• 4.2.1 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬的硬度及耐磨性50-52
• 4.2.2 Fe-C-B-Cr 系堆焊金屬磨痕分析52-56
• 4.2.3 B_4C 對 Fe-C-B-Cr 堆焊金屬沖擊韌性的影響56-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第5章 鈮鐵對 Fe-C-B-Cr-Nb 堆焊金屬組織與性能的影響60-74
• 5.1 鈮對 Fe-C-B-Cr-Nb 堆焊金屬組織的影響60-65
• 5.1.1 鈮對 Fe-C-B-Cr-Nb 堆焊金屬成分的影響60-61
• 5.1.2 鈮在鐵基合金中的存在形式61-62
• 5.1.3 Nb 對 Fe-C-B-Cr-Nb 系堆焊合金顯微組織的影響62-65
• 5.2 鈮鐵對 Fe-C-B-Cr-Nb 堆焊金屬性能的影響65-72
• 5.2.1 Fe-C-B-Cr-Nb 堆焊金屬硬度和耐磨性65-67
• 5.2.2 Fe-C-B-Cr-Nb 堆焊金屬磨痕分析67-70
• 5.2.3 鈮鐵對 Fe-C-B-Cr-Nb 堆焊金屬沖擊韌性的影響70-72
• 5.3 本章小結(jié)72-74
• 第6章 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊威;王欣;張永生;李軍偉;李本深;;高鉻鑄鐵耐磨堆焊埋弧藥芯焊絲研究[J];中國表面工程;2007年04期

2 魏建軍;潘健;黃智泉;許健;王欣;;耐磨堆焊材料在水泥工業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J];中國表面工程;2009年05期

3 趙培峰;國秀花;宋克興;;高錳鋼的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2008年04期

4 陳邦固,王秀文,劉繼元,馮靈芝,陳洪霖;藥芯焊絲生產(chǎn)工藝及設(shè)備的國內(nèi)外進(jìn)展[J];焊接技術(shù);1997年05期

5 孟慶森,吳建靈;奧氏體合金堆焊金屬抗沖擊磨損特性分析[J];機(jī)械管理開發(fā);2002年02期

6 符莉，翟啟杰，鄭光華;冷硬鑄鐵中富Nb相形態(tài)及分布的研究[J];金屬學(xué)報(bào);1996年02期

7 子澍;張學(xué)昆;;鎳硬鑄鐵的硬化原則及影響因素[J];現(xiàn)代鑄鐵;2010年04期

8 閆永生;朱洪波;孫小亮;華勤;翟啟杰;;Nb強(qiáng)化鑄鐵機(jī)理的基礎(chǔ)研究[J];現(xiàn)代鑄鐵;2011年02期

9 李力軍,楊瑞林;TiC硬質(zhì)合金顆粒復(fù)合耐磨材料的研究[J];硬質(zhì)合金;1995年04期

10 子澍;;含鈮鑄鐵冶金學(xué)基礎(chǔ)[J];鑄造技術(shù);2008年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 白范雄;高硬度高韌性耐磨埋弧堆焊用藥芯焊絲的研制[D];湘潭大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：Fe-C-B-Cr-Nb系耐磨堆焊層的組織與性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：335988