焊接材料对碳化铬堆焊复合钢板耐磨性能的影响.pdf

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1、48．焊接设备与材料·焊接技术第43卷第7期2014年7月文章编号：1002—025X(2014)07—0048—04焊接材料对碳化铬堆焊复合钢板耐磨性能的影响李铁英(天津精华石化有限公司，天津300271)摘要：在3-业加工应用中，滑动磨损会导致非常严重的设备组件损耗。堆焊板是众所周知的既经济又实用的耐磨损材料。本文主要研究和对比铁基碳化铬以及铁基碳化铬加硼焊丝对复合堆焊板磨损性能的影响。研究表明：堆焊层的耐磨损特性主要取决于碳化物的体积比、表面硬度及其合金成分。在奥氏体基体组织形成的碳化硼会提高加硼堆焊板堆焊层表面硬

2、度．其细小的碳化硼颗粒提供了更多的碳化铬形核区，从而增加了碳化铬晶粒形成数目及体积分数，而使耐磨损性能优于普通碳化铬堆焊复合钢板。研究发现。堆焊板的耐磨性与碳化物的体积分数成正线性关系。与表面硬度没有很强的相关性。堆焊板的耐磨性随碳含量的增加而线性增加。试验结果显示，形成最多的碳化物的(Cr)／w(C)比是4．1。关键词：碳化铬；堆焊板；加硼碳化铬；磨损；ASTMG65；相关性中图分类号：TG455文献标志码：B药芯焊丝电弧焊(FCAW)．金属极气体保护电弧焊0引言(GMAW)．金属合金粉末添加气体保护电弧焊在当今激烈的

3、商业竞争中．如何有效地降低企(GMAW—MP)，埋弧焊(SAW)，金属粉末添加埋弧业运营成本．并且同时保持稳定的设备运行．是决焊(SAW—MP)等。堆焊材料多种多样．可根据定企业成败的关键之一工业中耐磨涂层的应用非应用分为抗磨损、耐腐蚀、抗冲击或提供复合保常普遍在采矿、炼钢油砂等工业中的原材料基本护。堆焊材料也可根据基体组织材料分为铁基、镍加工操作(运输、处理及研磨)，耐磨涂层的应用会基、铜基、钴基和镍基碳化钨等复合材料。钴和镍有效提高设备的使用寿命磨损是在工程应用中最基堆焊合金主要应用于高温下的组件．因为这种堆常见的对

4、设备和部件的材料损耗．因此．有效地提焊材料在高温下的抗腐蚀性。抗磨损和抗冲击性能l高成本组件的耐磨性．避免昂贵的停机检修及减少良好。然而．钴基和镍基合金比铁基硬质合金价格设备的更换频率．以及减少高成本的备件库存．成昂贵数倍为采矿作业．矿石磨粉设备和油砂管道行业的一个各种研究表明．铁基堆焊合金是低成本且经济巨大的挑战实用的耐磨材料在铁基耐磨合金中加人不同含量普通低碳低合金钢金属基体的表面附着一层或的碳和合金元素，例如Cr，Mo，V，Ni，W，Ti等，多层坚硬耐磨材料以提高其耐磨损性．已经成为最可以满足从低磨损到严酷磨损．从

5、高频低冲击到低通用最经济实用的技术。现今工业界．各种涂层技频高冲击等不同的工作条件通过控制焊接熔深和术已被采用，如等离子体热喷涂、高速氧燃料热喷稀释率．可以得到不同显微组织的堆焊层典型的涂、堆焊、激光熔敷以及化学和物理气相熔敷工堆焊金相组织为一次性碳化物及共晶组织和过共晶艺堆焊工艺是其中一种比较常用的生产复合耐磨奥氏体基体组织钢板的低成本技术各种传统的焊接工艺都可用于相关文献研究表明：堆焊材料的耐磨性取决于制造耐磨复合堆焊板，例如焊条电弧焊(SMAW)，合金碳化物的种类和形状、硬质相的分布，基体材料的韧性和应变硬化性能、

6、工作条件、服务介质的收稿日期：2014—04—16硬度和形状、工作介质和堆焊层的表面硬度比等。WeldingTechnologyVo1．43No．7Ju1．2014．焊接设备与材料．49本文主要研究不同堆焊材料对耐磨板的耐磨性的影表4试样堆焊层厚度测试结果样品焊丝堆焊层厚度／mm母材厚度／mm层数焊接工艺参数响，以及探究堆焊层硬度、金相组织和化学成分与ll101O2参数322662参数1耐磨性的相关性。3261O2参数2431O102参数25110l02参数11试验材料及试验方法1．1母材和堆焊焊丝运用火花机线切割技术准

7、备试验中的测试样品试验采用的是Q235钢基板．母材的化学成分见以减少样品表面的热变形。分析了样品的化学成分，表1。Q235是普通低碳低合金钢，屈服强度为250测试了表面硬度及观察了金相组织和ASTMG65磨MPa，其表面硬度为HB150。3种不同的药芯焊丝，损性能测试。包括普通的碳化铬焊丝和2种加入不同硼含量的碳化铬焊丝皆被用于在不同厚度的Q235基板上进行堆2试验结果及分析焊。焊丝直径均为3．2mm。3种焊丝的化学成分见2．1化学成分表25个堆焊板样品的堆焊层化学成分见表5由表表1母材QZ35钢的化学成分(质量分数)(

8、％5可知．样品的化学成分范围很宽．这是由于使用了CMnlsilNilcrMo不同品牌的药芯焊丝以及不同焊丝的熔敷效率不同0．07ol40l0-()1310．01l0．02O．0ol而导致的此外。堆焊层的化学成分也受焊接热输表2焊丝的化学成分(质量分数)(％入和冷却速度影响，例如：样品5的热输入低于样焊丝CCrMnSi