Cr、C对高铬铸铁等离子熔覆层与其微观组织的影响.pdfVIP

致谢 本论文是在导师沈承金教授悉心指导下完成的，没有沈老师的指导和鼓励， 论文是不可能顺利完成的。在攻读硕士学位期间，尤其是在课题的研究期间，沈 老师渊博的知识，严谨的学风，务实的工作态度给我留下了深刻印象，为我今后 的学习和工作树立了良好的榜样。借此，谨向沈老师表示衷心的感谢和深深的敬 意！ 感谢在实验研究中给我提供指导和帮助的各位老师，以及朱振、王芹芹、周 靖、王成杰、杜万学、黄兆海等各位师兄弟们在学习和生活上给予我的关心和帮 助，正因为你们，我的研究生生活才那么丰富多彩，在此表示最诚挚的谢意。 感谢我的父母及家人，是他们的支持和关爱才让我获得如此珍贵的学习机会， 并取得今日的成绩。 最后，对百忙之中参与论文评审和答辩的各位专家和教授表示深深的感谢。 万方数据 万方数据 摘 要 本文依据等离子熔覆材料的设计原则配比出四个碳浓度水平(2.5%、3.0%、 3.5%、4.0%)，三个铬浓度水平(20%、28% 、35%) 的高铬铸铁混合粉，调整工艺 参数，采用等离子喷焊机在 Q235 钢表面制备出高铬铸铁耐磨熔覆层并展开研究。 通过对粉末流动均匀性、组织分布均匀性、熔覆层缺陷、稀释率等项目研究，综 合评价高铬铸铁混合粉的工艺性能；采用金相显微镜(OM)、扫面电镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)、X 射线能谱仪(EDS)及显微硬度计，并结合 Image-Pro Plus 专业图像分析软件对各成分下熔覆层的微观组织形貌和物相分布进行研究；讨论 了碳、铬浓度的变化对组织形貌和硬度分布的影响规律。主要结论如下： 经测定，在 10V～20V 送粉电压范围内，送粉速度增量的最大偏差值为0.142g， 最大不均匀度约为 5.6%，可认作近似均匀送粉；采用取极限值的原则对熔覆参 数优化后，均能获得成型优良、组织致密的熔覆层；经计算，熔覆层的稀释率分 布在 24～36%之间。通过对熔覆层纵截面全景分析和表面随机视野组织对比分析， 未发现有明显的气孔、裂纹等微观缺陷，但在小范围内出现组织分布不均匀现象， 主要表现为组织疏密程度异常和组织形貌异常。 2.5%和 3.0%碳浓度梯度的熔覆层均为亚共晶组织，由先析相 γ(Fe,Cr,Ni)和 共晶相 M C /γ(Fe,Cr,Ni)构成，在基体急冷构建的定向冷却条件下，近熔合线区 y x 域的先析相以枝晶形态垂直于结合界面生长，近表面区呈随机方向生长；少量共 晶奥氏体在后续冷却中发生组织转变，形成马氏体组织，共晶碳化物大多以集束 态的板条状生长，表现出一定的方向性；在成分为 2.5%C-18.53%Cr 的熔覆层中， 共晶碳化物倾向于沿初生奥氏体晶界以颗粒团状生长。 3.5%和 4.0%碳浓度梯度的熔覆层均为过共晶组织，由先析相(Fe,Cr) C 和共 7 3 晶相(Fe,Cr) C /γ(Fe,Cr,Ni)构成；先析碳化物的 SEM 形貌表现为带有孔洞的六方 7 3 棱柱结构，由于大量铁原子被铬置换，因此具有较高的显微硬度，其端面硬度为 1500～1700 HV ；共晶碳化物均呈实心或空心的纤维杆状，倾向于平行纵截面生 长，孤立程度和完整度高于板条碳化物。