Mn對高鉻鑄鐵高頻感應(yīng)堆焊層組織和性能的影響.pdf

1、過共晶高鉻鑄鐵的組織由初生碳化物和共晶組織組成，其形貌和相對比例決定著高鉻鑄鐵的性能。C和Cr對過共晶高鉻鑄鐵組織性能起著主要作用，合金元素Mn對其也有較大的影響，但截至目前為止，尚沒有文獻(xiàn)系統(tǒng)地研究Mn對過共晶高鉻鑄鐵高頻堆焊層組織、性能及其成形工藝的影響。本文對Mn在過共晶高鉻鑄鐵高頻堆焊層中的分布、Mn對堆焊層主要組織形態(tài)數(shù)量以及硬度和耐磨性能的影響進(jìn)行了較為深入的研究，在此基礎(chǔ)上確定了過共晶高鉻鑄鐵堆焊粉末中Mn的適宜添加量。<

2、br>　　為了確定最佳的堆焊試驗(yàn)工藝參數(shù)，以震蕩電流、堆焊層加熱時(shí)間、熔劑添加量作為因素，設(shè)計(jì)三因素三水平的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明最佳工藝參數(shù)為：震蕩電流為70A、堆焊加熱時(shí)間為45s、熔劑添加量為14％。在此基礎(chǔ)上，對堆焊合金粉末中Mn的加入量對工藝性能的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Mn含量超過7.5%時(shí)，堆焊成型性能不佳。
　　配制了C含量為4.2%，Cr含量為38.4%的過共晶高鉻鑄鐵粉末，其中合金粉末中錳元素添加量分別為0%、1

3、.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%。對上述粉末按照優(yōu)化的工藝進(jìn)行堆焊試驗(yàn)。采用光譜分析儀、金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、洛氏硬度計(jì)、顯微硬度計(jì)、磨損試驗(yàn)計(jì)等，研究了Mn對堆焊層的化學(xué)成分、表面形貌、組織結(jié)構(gòu)、物相種類及硬度和耐磨性能的影響。
　　堆焊層組織由馬氏體，殘余奧氏體，碳化物組成，通過直讀光譜分析可知，固溶在堆焊層中的錳含量分別為0、0.541%、0.798%、1.052%、

4、1.292%、1.533%、1.692%、1.725%、1.836%，說明錳元素添加越多，燒損越嚴(yán)重。通過對堆焊層表面點(diǎn)掃描與線掃描可知，錳元素不僅分布在碳化物中也分布在基體組織中，隨著錳元素加入量的增多，在碳化物和基體組織中的錳含量也逐漸增加，錳元素在碳化物中的含量較多?；w組織錳元素固溶量增多，促進(jìn)碳、鉻元素在奧氏體中的固溶量，提高奧氏體的穩(wěn)定性，導(dǎo)致殘余奧氏體量增多。
　　當(dāng)堆焊層粉末中錳的加入量從0增加到6%時(shí)，堆焊層初生

5、碳化物的平均尺寸逐漸減小，數(shù)量也逐漸增加，共晶碳化物由板條狀變成小塊狀，當(dāng)錳元素加入量為2.5%時(shí)，小塊狀碳化物彌散性較好，超過2.5%出現(xiàn)斷續(xù)相連的狀況，對基體有分割作用，不利于耐磨。
　　隨著堆焊層合金粉末錳元素含量的增多，堆焊層的洛氏硬逐漸增大，初生碳化物的顯微硬度也逐漸增加，共晶組織顯微硬度逐漸降低。當(dāng)錳元素加入量為2.5%時(shí)耐磨性較好，堆焊表面磨損劃痕較少，梨溝幾乎消失，磨損失重與錳加入量為0時(shí)相比，減少了17%，Mn加