潘朝梁-氩弧熔覆TiCp／高锰钢基复合材料覆层研究.doc

郑州大学毕业设计（论文） 题 目：氩弧熔覆TiCp/高锰钢基复合材料覆层研究 Study of TiCp/ High-manganese Steel Matrix Composite Materials by TIG Cladding 指导教师： 汤文博 职称： 副教授 学生姓名： 潘朝梁 学号： 20090800625 专 业： 材料成型与控制工程 院（系）： 材料科学与工程 完成时间： 2013年5月 2013年 5月 31 日 摘要Q235是一种应用范围非常广泛的钢种，但因其表面硬度偏低、耐磨损及抗腐蚀能力较差的原因，限制了其进一步的应用。TiC颗粒是一种高强度、高模量、耐热和耐磨性好的陶瓷非金属颗粒，高锰钢是常用的耐磨钢种，在冲击大、应力高的条件下有非常好的耐磨性能。因此，利用TiC颗粒增强高锰钢基，熔覆于Q235钢表面，是一项具有广阔应用前景的技术研究。 本课题利用廉价的钛铁粉、石墨粉、中碳锰铁粉，通过调整各成分比例，以钠水玻璃作为粘结剂，将混合均匀的粉末涂敷在Q235钢表面上。采用钨极氩弧焊熔覆技术，使混合粉末在高温下发生反应生成TiC/高锰钢基复合涂层并与母材Q235钢表面实现良好的冶金结合，有效提高母材表面的硬度和耐磨性能。最后通过金相显微镜、维式硬度计等实验仪器测试分析复合材料的组织和性能。 研究结果表明：熔覆层与母材呈冶金结合，熔覆层具有较高的硬度和耐磨性，大大提高母材的表面性能；TiC颗粒形状不规则，呈圆球状、枝晶状、放射星状分布在基体上；增强颗粒TiC能与高锰钢基体相容，且Mn的存在；具有韧性和抗裂性，兼具TiC和高锰钢，有广阔的发展前景。 关键词：氩弧熔覆 TiC 高锰钢 耐磨性 Abstract Q235 steel has a very broad range of applications. But its further application is limited because of the low surface hardness, poor abrasion resistance and corrosion resistance. TiCp is a typical non-metallic ceramic particle with high strength, high modulus, heat resistance and good wear resistance. High manganese steel as a commonly used wear resistant steel has excellent wear resistance under the large impact and high stress conditions. Therefore the study of in-situ synthesis TiCp/ high manganese steel composite coating on alloy Q235 by TIG cladding is a technology has broad application prospects. This topic use the cheap ferrotitanium powder, graphite powder, carbon ferromanganese powder, adjusting the proportion of each component, grasp the mixed powder coating on Q235 steel with sodium silicate as a binder. The mixed powder reacts to form TiC / high manganese steel matrix composite coating and achieve good metallurgical bonding with Q235 steel surface at a high temperature by TIG cladding, effectively improve the surface hardness and wear resistance of the base material. Analyses the microstructure and propertie