D172焊条电弧堆焊熔敷金属性能研究

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1、西华大学硕士学位论文D172焊条电弧堆焊熔敷金属性能研究姓名:钟玉申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:屈金山20080501西华大学硕士学位论文D172焊条电弧堆焊熔敷金属性能研究材料加工工程研究生钟玉指导教师屈金山教授摘要堆焊技术具有成本低、工艺简单、易操作等特点,已成功运用于修复轧辊、冷热模具和齿轮等易磨损元件上,并取得了良好的经济效益。在基体45号钢上进行堆焊时,由于堆焊金属与45号钢母材金属的含碳量以及合金元素不同,相当于异种金属焊接,在母材基体与堆焊金属过渡区存在碳元素的迁移

2、过程,且焊接时热源形成的温度场,使焊件产生不均匀的组织、残余应力,焊后堆焊层金属开裂倾向较大。因此,焊后需进行热处理以消除其内应力。但热处理对堆焊层熔敷金属组织与性能有较大的影响,特别是硬度和耐磨性。本文就如何选择合理的热处理温度,既提高堆焊层熔敷金属的性能,又减少或消除残余应力,改善过渡区金属结合性能进行了研究,为实际生产应用提供试验依据,为进一步研究堆焊金属性能提供参考。本次试验采用钛钙型药皮堆焊焊条D172,以焊条电弧焊工艺在基体材料45号钢上堆焊耐磨金属。堆焊前对基体进行预热,堆焊过程中

3、控制层间温度,并进行焊后热处理。对过渡区和堆焊层熔敷金属在金相显微镜下进行了组织观察,X射线衍射议的物相分析,然后用能谱仪进行能谱分析,采用显微硬度计测量硬度。研究结果表明,随着回火温度的提高,有利于消除过渡区的残余应力,提高过渡区的韧性,降低裂纹敏感性,提高基体与堆焊层金属间结合性能;但如果回火温度过高,堆焊层熔敷金属的硬度反而会降低,其抗耐磨性降低。本次试验的理想热处理温度是在5500C,在该温度热处理下,既提高了堆焊层熔敷金属的性能,又能减少残余应力,改善过渡区金属结合性能。关键词:堆焊熔

4、敷金属热处理显微组织显微硬度西华大学硕士学位论文InvestigationonPropertiesofDepositedMetalsbyShieldedMetalArcWeldingProcessD172MaterialsprocessingengineeringGraduate:ZhongYuSupervisor:Prof.QuJ硫hanAbstractSurfacingtechnologyhasmanycharacteristicslikethelowcost,thesimplifiedpr

5、ocedure,theeasyoperationandSOon,SOithasbeenusedsuccessfullyinrepairingthewornpartsoftheroller,thecold-hotmoldorthegearcomponent,andthegreat&onomicreturnshasbeenobtained.Whenthesurfacingprocessisconductedonthesubstratematerial45steel,thecarbonmigratio

6、nintransitionzonebetween45steelsubstratematerialanddepositedmetalhappensbecauseofdifferentcarboncontentandthealloyingelements,whichisequaltothedissimilarmetalwelding.Theinhomogeneousmicrostructureandtheresidualstresswillberesultedbytheweldingtemperat

7、urefie地thecleavagetendencyofdepositedlayermetalisincreased.Therefore,thepost-weldheattreatmentshouldbecarriedouttoreaevetheresidualstress.Thepost-weldheattreatmenthasasignificantinfluenceonmicrostructureandpropertyofdepositedlayermetal,especianyonhar

8、dnessandwear-resistingproperty.Theinvestigationisfocusedonhowtoselectthereasonableheattreatmenttemperatureforincreasingdepositedmetalproperty,relievingresidualstressandimprovingbondingabilitybetweensubstrateanddepositedmetalsinpresentpaper.Theexperim

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1、西华大学硕士学位论文D172焊条电弧堆焊熔敷金属性能研究姓名:钟玉申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:屈金山20080501西华大学硕士学位论文D172焊条电弧堆焊熔敷金属性能研究材料加工工程研究生钟玉指导教师屈金山教授摘要堆焊技术具有成本低、工艺简单、易操作等特点,已成功运用于修复轧辊、冷热模具和齿轮等易磨损元件上,并取得了良好的经济效益。在基体45号钢上进行堆焊时,由于堆焊金属与45号钢母材金属的含碳量以及合金元素不同,相当于异种金属焊接,在母材基体与堆焊金属过渡区存在碳元素的迁移

2、过程,且焊接时热源形成的温度场,使焊件产生不均匀的组织、残余应力,焊后堆焊层金属开裂倾向较大。因此,焊后需进行热处理以消除其内应力。但热处理对堆焊层熔敷金属组织与性能有较大的影响,特别是硬度和耐磨性。本文就如何选择合理的热处理温度,既提高堆焊层熔敷金属的性能,又减少或消除残余应力,改善过渡区金属结合性能进行了研究,为实际生产应用提供试验依据,为进一步研究堆焊金属性能提供参考。本次试验采用钛钙型药皮堆焊焊条D172,以焊条电弧焊工艺在基体材料45号钢上堆焊耐磨金属。堆焊前对基体进行预热,堆焊过程中

3、控制层间温度,并进行焊后热处理。对过渡区和堆焊层熔敷金属在金相显微镜下进行了组织观察,X射线衍射议的物相分析,然后用能谱仪进行能谱分析,采用显微硬度计测量硬度。研究结果表明,随着回火温度的提高,有利于消除过渡区的残余应力,提高过渡区的韧性,降低裂纹敏感性,提高基体与堆焊层金属间结合性能;但如果回火温度过高,堆焊层熔敷金属的硬度反而会降低,其抗耐磨性降低。本次试验的理想热处理温度是在5500C,在该温度热处理下,既提高了堆焊层熔敷金属的性能,又能减少残余应力,改善过渡区金属结合性能。关键词:堆焊熔

4、敷金属热处理显微组织显微硬度西华大学硕士学位论文InvestigationonPropertiesofDepositedMetalsbyShieldedMetalArcWeldingProcessD172MaterialsprocessingengineeringGraduate:ZhongYuSupervisor:Prof.QuJ硫hanAbstractSurfacingtechnologyhasmanycharacteristicslikethelowcost,thesimplifiedpr

5、ocedure,theeasyoperationandSOon,SOithasbeenusedsuccessfullyinrepairingthewornpartsoftheroller,thecold-hotmoldorthegearcomponent,andthegreat&onomicreturnshasbeenobtained.Whenthesurfacingprocessisconductedonthesubstratematerial45steel,thecarbonmigratio

6、nintransitionzonebetween45steelsubstratematerialanddepositedmetalhappensbecauseofdifferentcarboncontentandthealloyingelements,whichisequaltothedissimilarmetalwelding.Theinhomogeneousmicrostructureandtheresidualstresswillberesultedbytheweldingtemperat

7、urefie地thecleavagetendencyofdepositedlayermetalisincreased.Therefore,thepost-weldheattreatmentshouldbecarriedouttoreaevetheresidualstress.Thepost-weldheattreatmenthasasignificantinfluenceonmicrostructureandpropertyofdepositedlayermetal,especianyonhar

8、dnessandwear-resistingproperty.Theinvestigationisfocusedonhowtoselectthereasonableheattreatmenttemperatureforincreasingdepositedmetalproperty,relievingresidualstressandimprovingbondingabilitybetweensubstrateanddepositedmetalsinpresentpaper.Theexperim

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