自生碳化物增强高锰钢耐磨堆焊材料的研究

论文摘要

为了提高高锰钢堆焊层在中低载荷作用下的耐磨性,本实验通过制作高锰钢堆焊焊条,在D256高锰钢堆焊焊条药皮中加入钛铁（Fe-Ti）、钒铁（Fe-V）、石墨和稀土元素等,利用焊接冶金反应在高锰钢堆焊层中自发生成碳化物增强颗粒以提高其耐磨性,优化焊条药皮成分及配比,初步研制出具有优良耐磨性能的高锰钢自生硬质碳化物堆焊材料。利用X射线衍射、扫描电镜（SEM）、能谱和金相显微镜对堆焊层显微组织、碳化物颗粒的分布和磨损形貌进行分析;通过硬度实验、磨粒磨损、粘着磨损试验等,探讨焊条药皮组分钛铁、钒铁的含量和粒度对堆焊层硬度及耐磨性的影响。研究结果表明:该耐磨堆焊材料的堆焊层组织为奥氏体组织和弥散分布于基体中的硬质碳化物颗粒,堆焊层硬度达到HRC65,耐磨性优于D256焊条,含碳化物颗粒的金属堆焊层具有良好的耐磨损性能,其单位面积磨损质量损失仅为D256焊条相应金属堆焊层的约1/3,具有较高的耐磨性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 堆焊技术及其发展现状
• 1.2.1 堆焊技术
• 1.2.2 堆焊技术发展现状
• 1.3 堆焊材料
• 1.3.1 堆焊材料及其发展现状
• 1.3.2 耐磨堆焊材料
• 1.4 高锰钢堆焊材料及研究进展
• 1.4.1 高锰钢堆焊材料
• 1.4.2 颗粒增强高锰钢堆焊材料
• 1.5 本课题的研究内容和意义
• 2 试验材料及试验方法
• 2.1 颗粒增强高锰钢堆焊合金体系设计
• 2.1.1 碳化物强化相的选择
• 2.1.2 合金系统选择
• 2.2 试验材料
• 2.2.1 基体材料
• 2.2.2 焊芯材料
• 2.2.3 药皮材料
• 2.2.4 焊条配方设计
• 2.3 试样制备
• 2.3.1 焊条的制备
• 2.3.2 堆焊试样的制备
• 2.4 堆焊层的工艺性能试验
• 2.5 固溶时效处理
• 2.6 堆焊层组织结构分析
• 2.6.1 组织分析
• 2.6.2 X 射线衍射分析
• 2.7 堆焊层的性能测试
• 2.7.1 硬度实验
• 2.7.2 磨粒磨损实验
• 2.7.3 粘着磨损实验
• 2.8 加工硬化试样
• 3 试验结果与分析
• 3.1 焊条的工艺性能分析
• 3.2 堆焊层的组织结构分析
• 3.2.1 D256 焊条堆焊层的组织结构分析
• 3.2.2 加入钒铁的自制耐磨焊条堆焊层组织结构分析
• 3.2.3 加入钛铁的自制耐磨焊条堆焊层组织结构分析
• 3.2.4 加入钒铁和钛铁的自制耐磨焊条堆焊层组织结构分析
• 3.3 堆焊层的硬度分析
• 3.4 堆焊层的磨损性能分析
• 3.4.1 堆焊层的磨粒磨损性能分析
• 3.4.2 堆焊层的粘着磨损性能分析
• 3.5 加工硬化对堆焊层硬度和耐磨性的影响
• 3.6 固溶时效处理对堆焊层组织和性能的影响
• 3.6.1 固溶时效处理对堆焊层组织的影响
• 3.6.2 固溶时效处理对堆焊层硬度的影响
• 3.6.3 固溶时效处理对堆焊层耐磨性的影响
• 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集