【摘 要】
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Fe-B系合金具有较高硬度和耐磨性能,在冷作模具、轧辊、破碎机锤头等方面得到成功的应用.但是由于其硼化物脆性较高,在磨料磨损的工况下,易发生脆性断裂导致剥落,降低了合金的耐磨性.通过在Fe-B系合金中加入铬元素,可提高合金的耐磨、耐高温、耐腐蚀性能.采用CO2气体保护焊的方法,在Q235钢基体上制备了不同Cr元素含量的Fe-xCr-3.0B-Ni-Si-Mn(x=0,4,8,12,18)耐磨堆焊合
【机 构】
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北京工业大学 材料科学与工程学院,北京 100124
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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Fe-B系合金具有较高硬度和耐磨性能,在冷作模具、轧辊、破碎机锤头等方面得到成功的应用.但是由于其硼化物脆性较高,在磨料磨损的工况下,易发生脆性断裂导致剥落,降低了合金的耐磨性.通过在Fe-B系合金中加入铬元素,可提高合金的耐磨、耐高温、耐腐蚀性能.采用CO2气体保护焊的方法,在Q235钢基体上制备了不同Cr元素含量的Fe-xCr-3.0B-Ni-Si-Mn(x=0,4,8,12,18)耐磨堆焊合金.利用CLSM、XRD、SEM、硬度测试、磨粒磨损等方法,研究了不同Cr含量对堆焊合金显微组织和性能的影响.试验结果表明：堆焊合金组织主要由含有Cr、Ni、Mn、Si元素的铁基固溶体和硼化物组成,硼化物无序镶嵌在铁基固溶体中.随着堆焊合金中Cr含量的增加,堆焊合金组织中硼化物种类和形态发生显著变化.硼化物由不规则四方形Fe2B向板条状M2B(M=Fe,Cr)转变,当Cr含量为12％时,硼化物完全转变为板条状的M2B(M=Fe,Cr).凝固过程中,首先形成尺寸较大的初生M2B(M=Fe,Cr),随后,共晶M2B(M=Fe,Cr)形成并弥散分布在初生M2B(M=Fe,Cr)周围.随着堆焊合金中Cr含量的增加,堆焊合金的宏观硬度逐渐增大,耐磨性呈上升趋势.磨粒磨损的机制主要为塑性变形(包括犁沟和切削)、脆性断裂和脱落.合金中镶嵌在铁基固溶体中板条状M2B(M=Fe,Cr)作为耐磨骨架与不规则四方形Fe2B相比,有效阻止了磨料对堆焊合金层的进一步磨损,显著提高了堆焊合金的耐磨性.
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