论文部分内容阅读
大量的工矿环境中耐磨堆焊层在使用中受反复冲击出现开裂剥落的现象，主要原因是这些堆焊材料无法满足在冲击条件下有很好的韧性的要求，针对这种严酷的冲击磨损环境需要耐磨材料既要有一定的耐磨性又能在冲击下有一定韧性，从而不会开裂剥落，亟需研发一种新的耐磨损耐冲击的堆焊丝材。 传统耐磨耐冲击材料一般使用中锰钢或高锰钢，根据这两类钢的冶金和磨损特点，并联系高硼铁基耐磨堆焊材料的组织和性能特征，设计新的堆焊合金体系，其组织组成以铁素体、奥氏体和碳化物及硼化物组成的硬质相构成。为了检验合金设计的可行性，通过制备不同Mn和B含量的直径为1.6mm金属粉芯焊丝，并用二氧化碳气体保护焊方法，拘束条件下制备了含不同Mn和B含量的堆焊合金，并研究了堆焊层的微观组织结构、硬度及耐磨性能和抗裂性。实验表明，堆焊合金组织主要为铁素体、奥氏体和Fe2B、Mn2B硬质相组成，在锰含量相同的情况下，硼的含量决定了堆焊组织的硬度，硼从1wt.％增加到3.2wt.％，宏观硬度和耐磨损性能也随之提高，但含硼量高于2wt.％后堆焊合金韧性很差，含硼3.2wt.％的焊丝在拘束焊接条件下焊接后堆焊合金产生裂纹。不同Mn含量对合金的韧性有显著影响，冲击实验表明，在固定其他元素含量的情况下，锰含量增加能增强堆焊合金的耐冲击性能。堆焊合金的综合耐磨和耐冲击性能在B含量为2wt.％，Mn含量为8wt.％时最优。 为了进一步改善堆焊合金的性能，设计加入Nb来改善堆焊合金组织。制备含硼量4wt.％，含锰4wt.％，含铌分别为1.2wt.％，0.8wt.％，0wt.％的直径为1.6mm的金属粉芯焊丝，使用二氧化碳气体保护焊，在拘束条件下焊接，实验证明，铌使堆焊合金组织细化，并改变硬质相的分布状况，从而提高了堆焊合金的强度，在同样硼和锰含量的情况下，有效的减少了焊接裂纹的产生。