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《合金元素對明弧堆焊奧氏體基合金的組織和耐磨性影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、學校代碼10530學號201510161684分類號TG422.3密級公開碩士學位論文合金元素對明弧堆焊奧氏體基合金的組織和耐磨性影響學位申請人張立成指導教師龔建勛學院名稱機械工程學院學科專業(yè)材料科學與工程研究方向焊接材料及裝備二〇一八年六月EffectsofalloyingelementsonthemicrostructureandabrasionresistanceofausteniticopenarchardfacingalloyCandidateZhangLiChengSupervisorGongJianXunCollegeSchoolofMechanical
2、EngineeringProgramMaterialsScienceandEngineeringSpecializationWeldingMaterialAndEquipmentDegreeMasterofAcademicUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018湘潭大學碩士論文摘要藥芯焊絲自保護明弧焊方法經(jīng)濟性好、適應性強等特點而得到應用，但其堆焊合金因脆性相過多而易出現(xiàn)開裂剝落現(xiàn)象，這使之失效過早，嚴重影響先進機械設備的使用效率，增強明弧堆焊合金的韌性一直是提高其使用壽命必需解決的難題。在鐵素體、馬氏體和奧氏體三種基體組織中
3、，奧氏體以其良好韌性而被用作耐沖擊工況的主要基體，并利用其形變誘發(fā)馬氏體相變的特點而增強其耐磨性。鑒于奧氏體基體的特點，本文采用藥芯焊絲自保護明弧焊方法制備了Cr-Mn-Nb-Ti-V-Si多元合金系奧氏體基體耐磨合金。添加Nb、Ti、V等強碳化合物元素，使奧氏體基體原位析出MC型碳化物而使之強化。借助光學顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡及其附屬能譜儀，配合宏觀、顯微硬度及耐磨性測試，考察了組元含量對其組織及耐磨性的影響。首先，研究了Si對奧氏體耐磨堆焊合金組織及耐磨性的影響。結(jié)果表明，隨著硅含量增加，γ-Fe晶粒和初生的(Nb,Ti,V)C顆粒均變粗，沿γ-Fe相晶界
4、分布的M23C6相變粗，間距增加，形態(tài)由骨架狀變?yōu)殡x散孤立層片狀，其中M代表Fe、Cr、Mn、V元素。當Si過量時，(Nb,Ti,V)C顆粒變粗，基體由γ-Fe向α-Fe轉(zhuǎn)變。磨損試驗結(jié)果表明，適量Si可提高合金的耐磨性，過量使之降低。以奧氏體為基體的堆焊合金的耐磨性，不僅與原位析出的(Nb,Ti,V)C顆粒及沿晶碳化物的尺度有關，而且與基體類型與晶粒尺度有關。接著，依次改變Nb、Ti、V等組元量，考察其對奧氏體耐磨合金組織和耐磨性的影響。結(jié)果表明，隨著Nb含量增加，(Nb,Ti,V)C顆粒逐漸增多且尺寸變大，形態(tài)由均勻彌散變?yōu)榧鄞执鬆睿纳屏撕辖鹉湍バ?，但Nb過量
5、加入，原位析出(Nb,Ti,V)C相顆粒粗大，奧氏體基體強度不足，耐磨性反而降低。EDS能譜掃描結(jié)果顯示，V組元僅有少量參與形成(Nb,Ti,V)C顆粒，大部分則固溶于奧氏體基體以及沿γ-Fe晶界分布的M23C6型碳化物。沿晶M23C6型碳化物的增多及粗大可提高磨粒切削磨損阻力，但其較易剝落而促使耐磨性降低。Ti與C先期形成TiC相，背散射圖顯示其可充當(Nb,V)C相的形核核心，促使(Nb,V)C顆粒的大量析出而彌散強化γ-Fe基體。但是，過量Nb、Ti、V組元加入，將促使會使得γ-Fe基體因貧碳而失穩(wěn)轉(zhuǎn)變，不利于改善堆焊合金的韌性。最后，考察Cr、Mn、C等組元對
6、奧氏體耐磨合金組織和耐磨性的影響。結(jié)果表明，Cr組元提升，主要使得沿晶碳化物的數(shù)量增多且尺寸變大，適量可改善合金的耐磨性，過量則使M23C6型沿晶碳化物過粗而加大其剝落機率。當MnI湘潭大學碩士論文含量1.9%時，堆焊合金的基體由α-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe；Mn繼續(xù)增加，沿γ-Fe相晶界分布的M23C6型碳化物增多且尺寸變大，形態(tài)由樹枝狀變?yōu)閳F簇狀。C含量增加，沿γ-Fe相晶界分布的M23C6型碳化物大量析出，尺寸變大，形態(tài)由孤立層片狀變?yōu)槟湍ス羌軤睿辖鸷暧^硬度提升幅度大，但合金脆性也同步增加。Cr-Mn-Nb-Ti-V-Si多元合金系奧氏體基體合金的耐磨性主要取決于其
7、胞狀γ-Fe晶內(nèi)原位析出的(Nb,Ti,V)C顆粒，其次才與沿γ-Fe晶界分布的碳化物有關。該合金磨損機制主要是磨粒的顯微切削，具有較高的韌性，可應用于有沖擊載荷的磨粒磨損工況。關鍵詞:奧氏體；明??；堆焊；耐磨性；組織II湘潭大學碩士論文AbstractThemethodsofself-shieldedflux-coredopenarcweldingareusedfortheircharacteristicssuchaseconomic,adaptability.However,theirsurfacingalloyswereeasilyspalle
