B元素对Fe—Cr-C系耐磨堆焊合金组织和耐磨性的影响.pdf

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1、第35卷第3期焊接学报Vo1．35N。．320l4年3月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINnTUTIONMarch2014B元素对Fe一(3r—C系耐磨堆焊合金组织和耐磨性的影响张彦超，崔丽，贺定勇，周正(北京工业大学材料科学与工程学院，北京100124)摘要：采用直径为1．6mm的细径药芯焊丝，利用CO气体保护焊堆焊的方法制备了含有1．0％～3．0％C(质量分数)，15％一20％Cr，0％～2．0％B的高铬堆焊合金．研究了BC含量对堆焊合金的硬度及耐磨性的影响．结果表明，堆焊合金的硬度从57．1HRC增加到65．2HRC，硬度提高14．2％；堆焊层合金的相对耐

2、磨性从3．5倍提高到18．0倍．借助光学显微镜、扫描电镜和x射线衍射等微观分析方法，研究了堆焊合金的显微组织及碳化物分布形貌．结果表明，堆焊合金的显微组织主要由铁素体+奥氏体+(Fe，Cr)C组成，加入BC可显著改善堆焊合金层基体组织，使碳化物(Fe，Cr)C数量增加且呈弥散分布．关键词：Fe-Cr—C堆焊合金；药芯焊丝；微观组织；耐磨性中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0253—360X(2014103—0089—040序言于填充率较高，高碳含量容易得到M7C硬质相．但是在直径为1．6mm的情况下，填充率降低，同时碳Fe—Cr．C系耐磨堆焊合金是一种重要的低应力过渡也减少

3、，能否在堆焊层中形成M7C碳化物是一磨粒磨损堆焊合金，由于硬度高、综合性能好、价格个关键问题．在成分设计时，由于石墨的烧损严重，低廉而备受关注，广泛应用于矿山、煤矿等重工业领所以SiC和BC的形式过渡一部分C元素，以保证域l】J．目前对于Fe．Cr．C系耐磨堆焊合金的报道主焊缝中C元素的含量．同时硼(B)元素的加入有助要集中在堆焊焊条和粗直径(d>3．0mm)药芯焊丝于硬质相的生成，可显著提高材料的耐磨性J．上，对于细径(1．6mm)焊丝的研究较少．工程上常在Fe—c卜c系细径药芯焊丝堆焊合金大量试验用的Fe—Cr．C系耐磨堆焊药芯焊丝主要采用明弧或的基础上，将B元素以BC形式加入药芯焊丝

4、中，埋弧堆焊方法，焊丝直径为2．8mm或3．2mm，以改变初生碳化物与硼化物尺寸大小及其分布形主要应用在中厚板的堆焊及修补的场合．而对于某态．为防止B元素含量过高地偏析于晶界，结合Fe．些细管径内壁的堆焊及修补，如果采用粗径药芯焊Cr—C系耐磨堆焊药芯焊丝与明弧焊的优势，在0％丝埋弧焊方法显然不合适．因此文中研制了一种直～2．0％的范围内，探讨了B元素对堆焊层组织和耐径为1．6mm，熔敷金属中Cr元素含量为15％～磨性能的影响规律．20％，C元素含量为1．0％一3．0％的新型Fe．Cr—C系耐磨堆焊药芯焊丝．研制的焊丝可满足直径小于1试验方法300mm耐磨管内壁堆焊的工程需求．Fe．cr．

5、C系耐磨堆焊层合金基体组织可能由初药芯焊丝外皮采用430不锈钢带，药芯部分则生c碳化物、残余奥氏体、共晶碳化物以及少量由高碳铬铁、碳化硼、碳化硅、电解锰、石墨等组成，马氏体组成．初生碳化物C硬质相的数量、尺寸所有粉末通过80目标准筛后搅拌混合均匀，经药芯及分布影响着堆焊层的硬度和耐磨性．研究表明，碳焊丝成形机轧制成直径为3．3mm的焊丝，再逐步拉含量对于获得M，C硬质相起决定性作用，只有当碳拔减径到1．6mm以备用．试板材料为Q235钢，尺含量高于3．O％时，才能形成大量初生c碳化寸为200mm×100nlm×10mm，采用CO，自动焊机物，使耐磨性得到明显提高．在粗径药芯焊丝中，由进行堆

6、焊试验，堆焊三层，工艺参数见表1．焊后自然冷却试板，堆焊表面出现微裂纹．在收稿日期：2012一l1—29基金项目：北京市教育委员会科研基地建设项目(JJO09012201201)对Fe—cr—c系高铬堆焊合金进行大量优化筛选试验