以復(fù)合粉粒和H08A實(shí)心焊絲為焊接材料,在Q235A基體上埋弧堆焊Fe-Cr-B-C-Mn-Si系耐磨合金,借助光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡及附屬電子能譜儀等,研究高Cr含量對(duì)合金M₂B相及耐磨性的影響。結(jié)果表明:該合金基體由馬氏體和鐵素體組成,硬質(zhì)相包括M₂B、M₃（C,B）和M₃B₄等,其中M代表Fe、Cr等元素;隨Cr含量提高,初生M₂B相由特征衍射峰指數(shù)與Fe₂B相同的（Fe,Cr）₂B相轉(zhuǎn)變?yōu)榕cCrFeB相近的（Cr,Fe）₂B相,顯微硬度均值從1 026HV增加至1 622HV;合金耐磨性先顯著提升后小幅下降,顯著提升的主要原因與其初生M₂B的顯微硬度大幅提高有關(guān),隨后小幅下降與二次M₂B相的尺度減小相關(guān);合金主要磨損機(jī)制隨Cr含量提高由顯微剝落轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑶邢餍问健?nbsp;

【文章來源】：兵器材料科學(xué)與工程. 2020,43(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

堆焊合金的XRD圖

圖2為復(fù)合粉粒和H08A實(shí)心焊絲埋弧堆焊1～5#合金的顯微組織圖。可以看出，該合金最突出的相組織長(zhǎng)度為30～250μm和寬度為10～25μm白色板條狀，這是典型的柱狀初生相；測(cè)試顯示其顯微硬度為960HV0.2～1 788HV0.2，可作為主耐磨相。該相長(zhǎng)寬比明顯大于通常高硼合金的塊狀M2B相[9]，位向無明顯規(guī)律性，說明該相形核生長(zhǎng)時(shí)成分供給的條件較好，使之快速生長(zhǎng)，這也是該復(fù)合粉粒堆焊合金不同于藥芯焊絲堆焊硼合金的定向生長(zhǎng)特點(diǎn)。對(duì)比圖2可知，隨堆焊合金的Cr含量增加，白色硬質(zhì)相形態(tài)先以塊狀和板條狀并存，逐漸轉(zhuǎn)為板條狀為主。堆焊合金w(Cr)<12.9%時(shí)，其形態(tài)變化不明顯（圖2a～c）。當(dāng)Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.1%和17.3%時(shí)（圖2d、e），白色板條顯著增多，一部分相互交錯(cuò)，另一部分平行排列，但未呈擇優(yōu)取向，即該相生長(zhǎng)未受冷卻熱流的影響而定向生長(zhǎng)。白色塊狀或板條相間基本上是灰白色或灰色相，根據(jù)凝固原理，并結(jié)合圖1可知，這些組織主要為共晶或變態(tài)共晶。

圖3為1、3、5#堆焊合金背散射條件下的硬質(zhì)相形貌圖。1#試樣的微（1）、微（2）、微（3）、微（4）的EDS成分（原子數(shù)分?jǐn)?shù)/%，下同）掃描結(jié)果：微（1）區(qū)為Cr14.78,B32.40,C9.73,Mn0.88；微（2）區(qū)為Cr13.81,B16.70,C13.45,Mn0.60；微（3）區(qū)為Cr9.87,B27.42,C16.50,Mn0.87；微（4）區(qū)為Cr4.61,B22.55,C21.42,Mn0.76（圖3a）。測(cè)試顯示微（1）、（2）區(qū)塊狀的顯微硬度為960HV0.2～1 348HV0.2，結(jié)合XRD結(jié)果（圖1a）可知，該板條與塊狀相均為M2B，即（Fe,Cr)2B相。但其中硼含量波動(dòng)較大，主要是EDS對(duì)硼元素的含量測(cè)定誤差大所致。微（3）區(qū)顯微硬度為605HV0.2～785HV0.2，結(jié)合其成分可知，該微區(qū)組織為變態(tài)共晶α-Fe+M3(C,B），其中M由Fe,Cr,Mn等元素組成，但其中共晶M3(C,B）相并不平行，與傳統(tǒng)的變態(tài)共晶形態(tài)不同，說明其內(nèi)部合金成分分布不均。微（4）區(qū)Cr含量顯著偏低，基本可確定為鐵素體基體。3#試樣微（5）、（6）、（7）區(qū)進(jìn)行EDS成分掃描結(jié)果：微（5）區(qū)為Cr16.53,B29.45,C20.49,Mn0.80；微（6）區(qū)為Cr4.62,B19.96,C32.87,Mn0.49；微（7）區(qū)為Cr15.57,B27.47,C23.37,Mn0.51。測(cè)試顯示微（5）、（7）區(qū)的顯微硬度為942HV0.2～1 573HV0.2（圖3b），結(jié)合圖1b結(jié)果可知，該區(qū)相為（Cr,Fe)2B，其Cr含量與圖3a相比，提高約為2%，但顯微硬度均值增長(zhǎng)200HV以上，說明增加少量M2B固溶Cr，即可顯著提高其顯微硬度。微（6）區(qū)顯微硬度為610HV0.2～689HV0.2，可知該組織為α-Fe+M3(C,B）變態(tài)共晶。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3605899