铸钢表面镍基合金渗层的组织与冲蚀磨损性能.pdf

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1、VOl_33No．10铸造技术0ct．2012F0UNDRYTECHN0LOGY·ll65··材料改性MaterialProperties·铸钢表面镍基合金渗层的组织与冲蚀磨损性能洪祥(中原油田普光分公司采气厂，四川宣汉636156)摘要：采用铸渗技术在45钢表面制备了镍基合金渗层，对渗层的微观组织及冲蚀磨损性能进行了研究。结果表明：渗层组织致密，在渗层的内部及渗层与基体的结合界面处无任何夹杂、气孔及微裂纹等缺陷；渗层主要由镍基固溶体、cr5B、BCr、BNi。等硼化物硬质相组成。基体的冲蚀磨损质量损失是渗层的4．15倍，其平均冲蚀磨损率远远大

2、于渗层，这主要是渗层的固溶强化，以及硬质相强化使得渗层的冲蚀磨损性能得到大幅度提高。关键词：镍基合金渗层；微观组织；冲蚀磨损性能中图分类号：TG174文献标识码：A文章编号：1000—8365(2012)10—1165—03MicrostructureandErosionWearResistanceofNi—basedInfiltratedLayeronCastSteelSubstrateH0NGXiang(PuguangGasBranchMill，ZhongyuanOilfield，Xuanhan636156，China)Abstract：T

3、heNi-basedalloyinginfiltratedlayeron45steelsubstratewasfabricatedusingvacuuminfiltrationcastingtechnology．Themicrostructureanderosionwearresistanceofinfiltratedlayerwereinvestigated．Theresultsshowthatthemicrostmcmreofinfiltratedlayeriscompact．Therearenoanyinclusions，polesorm

4、icro·crackexitingamongtheinfiltratedlayerandtheinterfacebetweentheinfiltratedlayerandsubstrate．ThemaincomponentoftheinfiltratedlayerisNi—basedsolidsolution，boridesCrsB3，BCrandBNi3．Theerosionmasslostofthesubstrateis4．15timesasmanyastheNi—basedinfiltratedlayer．Themeanerosionwe

5、arrateofthesubstrateismuchlargerthanthatoftheNi—basedinfiltratedlayer．TheNi—basedsolidsolutionstrengthenedbyhardphasesresultsintheimprovementoferosionresistanceoftheinfiltratedlayer．Keywords：Ni-basedinfiltratedlayer；microstructure；erosionwearresistance机械零部件的损坏或失效主要发生在摩擦和运动1．

6、1试验材料表面。在材料的结构、强度等技术指标满足设计要求的基体选用45钢，渗剂材料选用综合性能良好的Ni前提下，提高机械零部件表面性能，往往是解决在苛刻基合金粉末，粒度200～300目，化学成分见表1。工况下材料问题的更有效和更经济的途径。在提高部表1Ni基自熔性合金粉末的主要成分w(％)Tab．1ThecompositionofNi—basedself-fusion~oyingpowder件表面性能的表面工程技术中有喷涂、堆焊、激光熔覆、电镀、化学镀、物理／化学气相沉积等各种方法[1-4]，通过这些方法得到的表面复合材料层较薄，在水泵或者水轮

7、机叶片工况条件下易于脱落，不能满足使用要1．2试验过程求。铸渗法；5-83是20世纪80年代发展起来一种新型的表将Ni基自熔性合金粉末加入适量的粘结剂，充分面改性方法，它在保证表面性能的同时，可获得具有高混合制成预制层料浆，将混合好的渗剂浆料以一定的强度，高韧性的优良铸件。镍基自熔合金具有良好的耐厚度涂覆于待渗试样位置对应的型腔内壁或型芯的表磨、耐蚀性能，作为表面强化材料得到了广泛的应用。面，将带有预制层的砂型或者砂芯在300oC下烘干，使本研究采用负压铸渗技术，在45钢表面制备表面镍基预制层保持一定的强度，又具有一定的孔隙度，渗层形成过程如图

8、1所示。浇注前，先将经过200℃预热好的合金渗层，并分析了其微观组织与冲蚀磨损性能。砂型合型，放置在金属箱内，抽真空．然后浇注熔炼好1试验方法的45钢