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合金元素对焊达hardox450耐磨板耐磨性的影响有哪些?

作者:www.yswajueji.com 发布于:2019/10/22 20:41:57 点击量:

合金元素对堆焊焊达hardox450耐磨板耐磨性的影响有哪些?

堆焊焊达hardox450耐磨板中的合金元素对其耐磨性的影响主要有以下三种类型:

(1)元素Cr和C对堆焊焊达hardox450耐磨板耐磨性的影响

Fe-Cr-C是Fe基堆焊合金中最常见的基础合金系,随着Cr含量的不同,所形成的碳化物不同。华中科技大学的王同学在其硕士论文中,以高碳铬铁为基础,研究了一种多元合金的自保护堆焊焊达hardox450耐磨板提出随着W(Cr)/W(C)的增加,共晶碳化物晶体类型经历由MC-MC+3MC-MC-MC的变化过程,其硬度值变化为7373235小-大-小的过程。所研制的自保护堆焊钢板堆焊合金层主要由初生MC相+共晶基体组织73(共晶型MC碳化物与残余奥氏体及其转变产73物马氏体)+V、Nb、B等碳化物组成,堆焊层硬度较高,耐磨性良好。铬含量一定时,随Cr/C的增加(含碳量降低),在酸性介质中耐磨性增加,在中、碱性介质中则相反。

(2)其他常用合金元素对堆焊焊达hardox450耐磨板耐磨性的影响

单一的Fe-Cr-C堆焊焊达hardox450耐磨板无论从硬度还是耐磨性,都无法达到预期要求,因此许多研究人员都在堆焊焊达hardox450耐磨板中加入其他合金元素,以达到最佳效果。加入合金元素可以获得大量原位生成的合金碳化物,形成复杂的共晶化合物、金属间化合物等对堆焊层进行强化,还可以改变基体组织和硬质相的尺寸及分布。

Nb、Ti、V、Zr等为强碳化物形成元素,容易和碳结合形成碳化物颗粒,弥散的分布在基体上,增强堆焊层的硬度和耐磨性。我公司研究了V的添加量对于焊达hardox450耐磨板铸铁焊达hardox450耐磨板堆焊层组织和耐磨性的影响,V与碳结合生成VC弥散的分布在基体上,VC作为初生碳化物的异质晶核,从而细化了初生碳化相,使得堆焊层的硬度和耐磨性得到了显著的提高。我公司也研制了一种新型的无渣自保护药芯焊达hardox450耐磨板(SSCFW),结果表明当Ti-Fe添加量为24%时,堆焊合金组织由过共晶转变成亚共晶,TiC的形成消耗了大量的碳,导致初生相M(C,B)数量减少。南京航空航天大学的刘大双,刘仁培等则以Fe-Cr-Nb-C为基础合金系,在焊达hardox450耐磨板中不加任何造渣剂的情况下,加入12%锰铁,6%硅铁,8%石墨,4%钛铁,通过改变合金中Nb的含量,发现在Nb含量为4%时,堆焊层的平均硬度值最低,为41.1HRC。E.O.Correa等制备了Fe-Cr-Ti-Nb-V堆焊合金,结果表明,大量NbC颗粒弥散分布在亚稳态的奥氏体基体中,有效地细化了硬质相,比高碳焊达hardox450耐磨板耐磨合金具有更好的耐磨性且显微组织具有更好的韧性。

W、Mo则具有固溶强化的特性,其中W和碳结合生成WC,硬度很高,Mo则可以提高淬透性,细化组织,改善韧性。我公司利用造气-合金元素自保护机制,同时加入Mo、W、V、Nb、B、RE等合金,研制了两种多元合金强化型的焊达hardox450耐磨板铸铁自保护焊达hardox450耐磨板。堆焊层耐磨料磨损性能可达45淬火钢的8~12倍,SKODA磨损试验表明,即使在较高的应力状态下,所研制焊达hardox450耐磨板的堆焊层同样表现出优良的耐磨料磨损性能。研究指出,加入Nb、Mo后,Nb生成碳化物强化熔敷金属,Mo通过生成碳化物以及固溶两种方式同时强化,堆焊层抵抗湿砂橡胶轮磨损的能力增强,Nb的强化效果要远远高于Mo,但Mo通固溶强化,使得堆焊层基体的韧性增加,这样使得堆焊层组织达到一个韧性基体加弥散碳化物的良好状态。

(3)外加硬质颗粒对堆焊焊达hardox450耐磨板耐磨性的影响

堆焊焊达hardox450耐磨板耐磨性的提高,主要依靠堆焊层中碳和合金元素形成的碳化物坚硬质点。因此通过外部添加硬质颗粒的方法,对于提高堆焊合金耐磨性和硬度是非常有效的。外加的硬质颗粒包含各种高熔点的碳化物(WC)、氮化物、硼化物和氧化物陶瓷颗粒等,适合在严酷的磨粒磨损和冲击磨损条件下使用。尉法兵等人通过在Fe-Cr-C系耐磨药芯钢板中加入不同含量TiB粉末,制备TiB强2化高硬度高耐磨堆焊自保护药芯钢板。结果表明,堆焊合金组织为初生碳化物、马氏体和残余奥氏体,同时堆焊合金中生成了大量TiC-TiB颗粒,并且弥散分布在初生碳化物和基体上,TiB强化耐磨堆焊药芯钢板的堆焊合金比不加TiB具有更高的硬度和更好的耐磨性。龚建勋等人则研究了BC对焊达hardox450耐磨板堆焊药芯钢板堆焊层硬度及耐磨性的影响。结果表明,加入的BC显著细化了堆焊合金的晶粒,降低了基体组织的Cr、V等合金元素的固溶量,使得MC碳化物数量增加且呈弥散分布。


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