tig弧粉芯丝材堆焊原位合成硼化物、氮化物耐磨涂层研究

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1、单位代码：10222学号：128033029分类号：TG422.3佳木斯大学硕士学位论文论文题目：TIG弧/粉芯丝材堆焊原位合成硼化物、氮化物耐磨涂层研究研究生姓名：刘梦茹领域名称：材料加工工程导师姓名、职称：程汉池副教授论文答辩日期：2015年6月8日佳木斯大学硕士学位论文论文题目：TIG弧/粉芯丝材堆焊原位合成硼化物、氮化物耐磨涂层研究研究生：刘梦茹学科：材料加工工程指导教师：程汉池单位：材料科学与工程学院协助指导教师：单位：单位：单位：学习期限：2012年9月至2015年6月学位授予单位：佳木斯大学学术诚信承诺本人郑

2、重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得佳木斯大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的说明本人完全了解佳木斯大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，

3、可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________佳木斯大学硕士学位论文摘要粉芯丝材是金属带材包覆合金粉末的管状焊丝，近年来迅速发展的一种高效率且高质量的堆焊材料。利用粉芯丝材/TIG弧堆焊技术应用于复合涂层的制备，避免了引入杂质相使界面及堆焊层洁净，且焊接热输入小能最大限度的保留了堆焊层中熔化的粉芯丝材中有效成分。同时原位生成硬质相颗粒使得第二相与基体间的界面无杂质污染，能显著改善两相界面间结合状况。另外，

4、原位生成硬质相不仅可以生成具有特殊显微结构的第二相，还可以第二相拥有特殊性能。将粉芯丝材与原位合成技术共同应用目前尚未见相关的研究报道。采用粉芯丝材TIG弧堆焊原位合成技术制备TiB2+TiC增强铁基复合堆焊涂层，将含Cr、Ni、FeTi、Ti、B4C、FeB的粉芯丝材作为TIG堆焊填充料，在Q235钢表面堆焊原位生成TiB2+TiC颗粒增强铁基堆焊层。堆焊层用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和削-盘磨损试验机分别研究其堆焊层显微组织形貌、堆焊层组织成分、其显微硬度分布和耐磨性，并分析堆焊涂层中TiC

5、、TiB2颗粒形成机制。采用粉芯丝材TIG弧堆焊原位合成技术制备TiCN增强铁基复合堆焊涂层，是采用（Ar+N2）混合气TIG弧原位合成TiCN系堆焊层的制备。研究微观组织特性及堆焊层能谱、XRD分析，探讨原位生成TiCN颗粒形核机制。研究TiCN复合涂层的摩擦磨损特性，测试涂层显微硬度及复合涂层的磨损量，探讨复合涂层的强化机制及磨损机理。试验结果表明TIG堆焊原位合成TiB2+TiC系增强铁基堆焊层组织致密无裂纹、气孔等缺陷，与基体呈冶金结合；堆焊层中TiC、TiB2颗粒弥散分布在Fe基体上，且TiC颗粒呈四面体和花瓣状

6、，TiB2颗粒为六边形和短棒状；涂层显微硬度最高可达1657.58HV；粉芯丝材中设计TiB2含量为55wt.%的堆焊层耐磨性最好；TiB2、TiC及其复合颗粒形成机制是通过液态扩散形核及液固扩散形核并长大。而原位生成TiCN系增强铁基复合堆焊，氮气加入量在25%到35%时，堆焊层组织致密无裂纹、气孔等缺陷，与基体呈冶金结合。但当氮气量超过40%时，堆焊层出现气孔。TiCN颗粒呈立方状，尺寸在1-3µm均匀弥散分布于铁基体中。此外，堆焊层显微硬度在1385HV-1736.40HV，堆焊层耐磨性得到很大提高。关键词：TIG/

7、粉芯丝材；原位合成；TiC-TiB2；TiCN；显微组织；耐磨性I佳木斯大学硕士学位论文InvestigationofIn-situSynthesizedBorideandNitridesReinforcedFeMatrixWear-resistantCoatingbyTIGArc/cored-wiresWeldOverlayingAbstractAsthetubeweldingwirecladdingalloypowder,cored-wirehasbeenexpandedbyleapsandbondstobeuseda

8、sakindofhighefficiencyandhighqualityofsurfacingmaterialsinrecentyears.CompositecoatingsbyTIG/cored-wireweldwillavoidtheintroductionofimpurityphaseininte