稀土低合金耐磨钢堆焊焊条1(排版投稿).doc

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1、稀土低合金耐磨钢堆焊焊条熔敷层断口形貌和性能研究匡建新1汪新衡1李天生1李兴志【2】（1.湖南工学院机械工程系湖南衡阳421008；2.胜利石油管理局总机械厂 山东东营257067）摘要：通过扫描电镜、能谱分析、磨损试验系统地研究了稀土低合金耐磨钢堆焊焊条熔敷层金属化学成分、冲击断口形貌和耐磨性。试验结果表明,同等条件下，焊条药皮中添加稀土氧化物可以提高熔敷层耐磨性能；药皮配方中添加1.5%稀土氧化铈的焊条的熔敷层耐磨性强于添加1.5%稀土氧化钇。关键词:稀土低合金耐磨钢焊条；氧化铈；氧化钇；堆焊熔敷层；耐磨性中图分类号:ＴＧ422.

2、1　文献标识码:ＡStudyofLowAlloyandWearResistanceSteelHardFacingElectrodecontainingREKUANGJian-xin1WANGXin-heng1LiTian-sheng1LIXing-zhi2(1.Dept.ofMechanicalEngineering,Hu’nanInstituteofTechnology,Hengyang421008；2.generalmachineryplantofshenglipetroleumadministration,Dongying257

3、067，China)Abstract：Chemicalcomposition,wearresistanceandfracturemorphologyofelectrodedepositionmetalwereanalyzedbyscannedelectronmicroscope(SEM),energydepressivesspectrometry,andwearingtest.Theresultsshowthatunderthesameconditions,thewearresistanceofmetalofelectrodeadde

4、dwith1.5%ceriumisbetterthanthataddedwith1.5%yttrium.Keywords：low-alloywear–resistancesteelwithRE;cerium;yttrium;hardfacingcladdinglayer；Wearresistance0引言机械零件经常处于复杂和苛刻的工作条件下，大量机械设备因磨损而失效。这不仅造成严重的经济损失，甚至酿成安全事故。所以对磨损与耐磨材料的研究已经引起人们越来越广泛的重视。目前矿山机械中广泛使用的耐磨材料主要是高锰钢，它在使用中经受高冲击应

5、力条件下进行摩擦而产生强化（加工硬化）获得很高的耐磨性。但在高应力条件下工作的耐磨件不足10%，大部分耐磨件在中、低应力状态下服役。当冲击较小时（如磨料为煤炭等材料），高锰钢因不能强烈加工硬化，其耐磨性较低。并且高锰钢的生产工艺要求严格，焊接性也较差[1]。而低合金耐磨钢通过熔炼时加入Cr、Mo、Ni、Ti、RE等合金元素，结合热处理工艺获得马氏体和贝氏体的复合组织，具有优良的综合力学性能，尤其是它的高硬度、高韧性、耐磨性好以及在使用中不断裂，不变形等优点，使得该种材料替代以往高锰钢系列材料成为可能。现今国内对于低合金耐磨钢材料的研究

6、多是从材料的化学成分及对材料进行热处理所得的组织作为研究的重点，而对低合金耐磨钢的焊接性研究非常少[2-4]。在实际生产中，当铸钢件在使用过程中出现裂纹、磨损国良等缺陷而失效时，若能及时用焊接方法修复，可节约大量资金，显著提高生产效率。因此，研究开发一种焊接性能和力学性能优良的稀土低合金耐磨铸钢堆焊焊条非常必要。本文对该类焊条熔敷层化学成分、组织、冲击断口形貌和耐磨性能等方面进行了较深入地研究，为这一新型焊条更广泛应用于实际生产提供参考。1试验材料和方法焊条药皮配方见表1。加入的稀土添加剂分别为氧化钇和氧化铈，焊芯为H08A。母材为低

7、碳低合金耐磨铸钢，其化学成分见表2。母材试板选用10kg高频电炉熔炼,采用冲入法加入稀土,用水玻璃型砂浇注。采用SX-10-13高温箱式电阻炉进行焊后热处理。用Neophot-I型卧式显微镜进行显微组织观察。用HR-150A型洛氏硬度计测试硬度。用JB-30A型冲击试验机进行冲击试验,其断口分析采用Quanta400型扫描电镜,能谱分析采用INCA能谱分析仪。能谱分析采用INCA能谱分析仪。耐磨性试验在自行研制的磨损试验机上进行,加载1kN,试样尺寸为：25mm×20mm。表1焊条药皮实验配方(w%)组分大理石萤石铁粉石英钛铁金红石钛

8、白粉云母白土子纯碱碳酸钾氧化锆硅铁锰铁铬铁镍粉钼铁稀土含量452585828433134.224.43.62.72.51.5表2稀土低碳低合金耐磨钢母材化学成分（w％）元素CSiMnMoCrNiCuRe残含量0.280.