不同冷却条件下磁场对堆焊层组织及性能的影响

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1、沈阳工业大学硕士学位论文不同冷却条件下磁场对堆焊层组织及性能的影响UndertheInfluenceofMagneticFieldonDifferentCoolingConditionsSurfacingLayerMicrostructureandProperties作者：雷康单位：沈阳工业大学指导教师：刘政军教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：苏允海讲师单位：沈阳工业大学单位：论文答辩日期：2015年3月1日学位授予单位：沈阳工业大学摘要随着材料科学与工业技术的快速发展，资源的日益缺乏成为当今时代面临的巨大问题，材料的质量和使用寿命成为各行业关注的焦

2、点，而材料磨损是生产过程中的主要破损形式，危害非常大。据相关的调查显示，在建筑行业，采矿业，机械制造，冶金业等各个行业，直接因为磨损导致失效的材料就达到了近千万吨，再加上因磨损失效造成的机械故障和零件损坏更是对产量等经济效益造成了巨大的损失。为了提高材料的耐磨性，并有效地降低生产成本来节约经济资源，对铁基耐磨合金堆焊参数及影响机理的研究是非常必要的。除此之外，为了提高焊接接头的力学性能，改变材料内部晶粒结构和晶粒生长方向，在焊接过程中引入纵向直流磁场和降温水槽，研究水冷和磁场不同的参数配比下的堆焊层，通过对比组织和性能，来选择合适的焊接条件。实验以Fe

3、5合金粉末为原材料，在等离子弧堆焊过程中引入纵向直流磁场，在工件下方引入降温水槽。焊后，利用湿砂磨损试验机、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析仪和硬度计等实验设备对堆焊层进行硬度、磨损性及显微组织的影响规律进行检测分析，从而得到满足要求的焊接材料。实验结果显示，在磁场和水冷共同作用下的堆焊层内部晶粒结构发生显著变化。形成的细小柱状晶能减少结晶裂纹、提高力学性能，使堆焊层具有很高的硬度和耐磨性。这是因为外加磁场可以改变焊接过程中的电弧形态，也就影响了熔池形态和焊缝成型；通过电磁搅拌作用，改善堆焊层组织，减少偏析，细化晶粒，提高堆焊层的性能；而水冷却可以

4、加速熔池凝固，使晶粒朝着散热方向定向凝固。在本文的实验条件下，最佳实验参数为堆焊电流160A，外加纵向直流磁场电流为3A，有水冷却，这种情况下，堆焊表面的洛氏硬度为HRC63.4，湿砂磨损量为0.0815g。关键词：铁基合金，直流纵向磁场，等离子弧堆焊，冷却条件IAbstractWiththerapiddevelopmentofmaterialsscienceandindustrialtechnology,thelackofresourcesisincreasinglybecomingahugeproblemfacingthecontemporarye

5、ra,materialqualityandlifeoftheindustryhasbecomethefocusofattention,thematerialwearandtearcausedbytheproductionprocesshazardisverylarge.Accordingtorelevantsurvey,construction,mining,machinerymanufacturing,metallurgyandotherindustries,asadirectresultinthefailureofthematerialwearre

6、achednearly10milliontons,coupledwithmechanicalfailureduetowearandpartsfailurecausedmoredamageforeconomicoutput.Inordertoimprovethewearresistanceofmaterialsandeffectivelyreduceproductioncoststoconserveresources,researchontheweldingparametersofiron-basedwear-resistantalloyisveryne

7、cessary.Inaddition,toimprovethemechanicalpropertiesofweldedjoints,theinternalgrainstructureofthematerialchanges,thelongitudinalmagneticfieldandcoolingwatertankareintroducedintheweldingprocessforresearchingtheeffectsofthemicrostructureandpropertiesofsurfacingweldinglayerandnuclea

8、tionregularityondifferentweldingconditions.TheF