焊接材料對碳化鉻堆焊復(fù)合鋼板耐磨性能的影響.pdf

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1、48．焊接設(shè)備與材料·焊接技術(shù)第43卷第7期2014年7月文章編號：1002—025X(2014)07—0048—04焊接材料對碳化鉻堆焊復(fù)合鋼板耐磨性能的影響李鐵英(天津精華石化有限公司，天津300271)摘要：在3-業(yè)加工應(yīng)用中，滑動磨損會導(dǎo)致非常嚴重的設(shè)備組件損耗。堆焊板是眾所周知的既經(jīng)濟又實用的耐磨損材料。本文主要研究和對比鐵基碳化鉻以及鐵基碳化鉻加硼焊絲對復(fù)合堆焊板磨損性能的影響。研究表明：堆焊層的耐磨損特性主要取決于碳化物的體積比、表面硬度及其合金成分。在奧氏體基體組織形成的碳化硼會提高加硼堆焊板堆焊層表面硬

2、度．其細小的碳化硼顆粒提供了更多的碳化鉻形核區(qū)，從而增加了碳化鉻晶粒形成數(shù)目及體積分數(shù)，而使耐磨損性能優(yōu)于普通碳化鉻堆焊復(fù)合鋼板。研究發(fā)現(xiàn)。堆焊板的耐磨性與碳化物的體積分數(shù)成正線性關(guān)系。與表面硬度沒有很強的相關(guān)性。堆焊板的耐磨性隨碳含量的增加而線性增加。試驗結(jié)果顯示，形成最多的碳化物的(Cr)／w(C)比是4．1。關(guān)鍵詞：碳化鉻；堆焊板；加硼碳化鉻；磨損；ASTMG65；相關(guān)性中圖分類號：TG455文獻標(biāo)志碼：B藥芯焊絲電弧焊(FCAW)．金屬極氣體保護電弧焊0引言(GMAW)．金屬合金粉末添加氣體保護電弧焊在當(dāng)今激烈的

3、商業(yè)競爭中．如何有效地降低企(GMAW—MP)，埋弧焊(SAW)，金屬粉末添加埋弧業(yè)運營成本．并且同時保持穩(wěn)定的設(shè)備運行．是決焊(SAW—MP)等。堆焊材料多種多樣．可根據(jù)定企業(yè)成敗的關(guān)鍵之一工業(yè)中耐磨涂層的應(yīng)用非應(yīng)用分為抗磨損、耐腐蝕、抗沖擊或提供復(fù)合保常普遍在采礦、煉鋼油砂等工業(yè)中的原材料基本護。堆焊材料也可根據(jù)基體組織材料分為鐵基、鎳加工操作(運輸、處理及研磨)，耐磨涂層的應(yīng)用會基、銅基、鈷基和鎳基碳化鎢等復(fù)合材料。鈷和鎳有效提高設(shè)備的使用壽命磨損是在工程應(yīng)用中最基堆焊合金主要應(yīng)用于高溫下的組件．因為這種堆常見的對

4、設(shè)備和部件的材料損耗．因此．有效地提焊材料在高溫下的抗腐蝕性?？鼓p和抗沖擊性能l高成本組件的耐磨性．避免昂貴的停機檢修及減少良好。然而．鈷基和鎳基合金比鐵基硬質(zhì)合金價格設(shè)備的更換頻率．以及減少高成本的備件庫存．成昂貴數(shù)倍為采礦作業(yè)．礦石磨粉設(shè)備和油砂管道行業(yè)的一個各種研究表明．鐵基堆焊合金是低成本且經(jīng)濟巨大的挑戰(zhàn)實用的耐磨材料在鐵基耐磨合金中加人不同含量普通低碳低合金鋼金屬基體的表面附著一層或的碳和合金元素，例如Cr，Mo，V，Ni，W，Ti等，多層堅硬耐磨材料以提高其耐磨損性．已經(jīng)成為最可以滿足從低磨損到嚴酷磨損．從

5、高頻低沖擊到低通用最經(jīng)濟實用的技術(shù)?，F(xiàn)今工業(yè)界．各種涂層技頻高沖擊等不同的工作條件通過控制焊接熔深和術(shù)已被采用，如等離子體熱噴涂、高速氧燃料熱噴稀釋率．可以得到不同顯微組織的堆焊層典型的涂、堆焊、激光熔敷以及化學(xué)和物理氣相熔敷工堆焊金相組織為一次性碳化物及共晶組織和過共晶藝堆焊工藝是其中一種比較常用的生產(chǎn)復(fù)合耐磨奧氏體基體組織鋼板的低成本技術(shù)各種傳統(tǒng)的焊接工藝都可用于相關(guān)文獻研究表明：堆焊材料的耐磨性取決于制造耐磨復(fù)合堆焊板，例如焊條電弧焊(SMAW)，合金碳化物的種類和形狀、硬質(zhì)相的分布，基體材料的韌性和應(yīng)變硬化性能、

6、工作條件、服務(wù)介質(zhì)的收稿日期：2014—04—16硬度和形狀、工作介質(zhì)和堆焊層的表面硬度比等。WeldingTechnologyVo1．43No．7Ju1．2014．焊接設(shè)備與材料．49本文主要研究不同堆焊材料對耐磨板的耐磨性的影表4試樣堆焊層厚度測試結(jié)果樣品焊絲堆焊層厚度／mm母材厚度／mm層數(shù)焊接工藝參數(shù)響，以及探究堆焊層硬度、金相組織和化學(xué)成分與ll101O2參數(shù)322662參數(shù)1耐磨性的相關(guān)性。3261O2參數(shù)2431O102參數(shù)25110l02參數(shù)11試驗材料及試驗方法1．1母材和堆焊焊絲運用火花機線切割技術(shù)準(zhǔn)

7、備試驗中的測試樣品試驗采用的是Q235鋼基板．母材的化學(xué)成分見以減少樣品表面的熱變形。分析了樣品的化學(xué)成分，表1。Q235是普通低碳低合金鋼，屈服強度為250測試了表面硬度及觀察了金相組織和ASTMG65磨MPa，其表面硬度為HB150。3種不同的藥芯焊絲，損性能測試。包括普通的碳化鉻焊絲和2種加入不同硼含量的碳化鉻焊絲皆被用于在不同厚度的Q235基板上進行堆2試驗結(jié)果及分析焊。焊絲直徑均為3．2mm。3種焊絲的化學(xué)成分見2．1化學(xué)成分表25個堆焊板樣品的堆焊層化學(xué)成分見表5由表表1母材QZ35鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))(

8、％5可知．樣品的化學(xué)成分范圍很寬．這是由于使用了CMnlsilNilcrMo不同品牌的藥芯焊絲以及不同焊絲的熔敷效率不同0．07ol40l0-()1310．01l0．02O．0ol而導(dǎo)致的此外。堆焊層的化學(xué)成分也受焊接熱輸表2焊絲的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))(％入和冷卻速度影響，例如：樣品5的熱輸入低于樣焊絲CCrMnSi