表面技术 , 2017, 46(1): 88-92.
10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.01.015
铬含量对Fe-Cr-B堆焊合金显微组织及耐磨性的影响
周烨
1,
,
王国红
2,
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贺定勇
3,
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周正
4,
,
王一鸣
5,
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吴旭
6,
1.北京工业大学 材料科学与工程学院,北京,100124;
2.北京市生态环境材料及其评价工程技术研究中心,北京,100124;
3.北京工业大学 材料科学与工程学院,北京 100124;北京市生态环境材料及其评价工程技术研究中心,北京 100124;
4.北京工业大学 材料科学与工程学院,北京,100124;
5.北京工业大学 材料科学与工程学院,北京,100124;
6.北京市生态环境材料及其评价工程技术研究中心,北京,100124
目的 在Fe-xCr-3.5B-0.1C药芯焊丝中加入不同含量的铬,了解铬含量对堆焊合金硼化物形貌以及耐磨性能的影响.方法 采用CO2气体保护堆焊的方法在Q235钢基板上制备Fe-Cr-B系耐磨合金,利用光学显微镜、XRD、SEM等方法观察堆焊合金层的显微组织结构,以及湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机对堆焊层进行磨粒磨损试验.结果 堆焊合金层主要由铁素体枝晶、马氏体、珠光体和硼化物组成,硼化物随着Cr含量的增加发生Fe2B到M2B(M=Fe,Cr)的转变,它主要分布在金属基体的连续网状和鱼骨状结构中.凝固过程中,当Cr质量分数大于9%时,首先形成初生M2B颗粒,随后形成共晶的M2B和BCC结构的Fe基固溶体,这种共晶的微观结构主要由基体和长条状的M2B硼化物组成.从Cr与(Fe,Cr)的原子数分数比值可以看出,硼化物发生从Fe2B→(Fe,Cr)2B→(Cr,Fe)2B的转变.铬含量对Fe-Cr-B系耐磨堆焊合金的组织、硼化物形貌有较大影响.由于硼化物空间结构的变化,硼化物的显微硬度会随着铬原子进入Fe2B而逐渐提高.结论 随Cr含量的增加,及共晶硼化物硬质相的析出,堆焊合金的硬度和耐磨性呈现持续提高的趋势.当Cr含量为20%时,合金中生成的长条状M2B相作为耐磨骨架无序的分布且镶嵌于基体中,合金耐磨料的磨损性能比Cr含量为9%时的提高了约7.4倍.
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