【摘 要】
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众所周知,机械零部件在工程应用中,磨损与腐蚀是其失效的主要形式。特别是随着现代工业的发展,大量工程零部件处于复杂恶劣的工作环境中,因材料表面被磨损、腐蚀导致的材料失效,带
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众所周知,机械零部件在工程应用中,磨损与腐蚀是其失效的主要形式。特别是随着现代工业的发展,大量工程零部件处于复杂恶劣的工作环境中,因材料表面被磨损、腐蚀导致的材料失效,带来巨大的经济损失。为了提高性能和解决材料表面的磨损、腐蚀问题,本文以廉价的Q235钢作为基体,利用工艺简单灵活、成本低的氩弧熔覆技术在Q235钢表面熔覆三种铁基碳化物合金层,得到了具有实际应用价值的实验结果。通过改变熔覆时的电流,通入的气体流量,熔覆速度和预涂层厚度的大小,分析了熔覆层宏观形貌、微观组织结构及显微硬度的变化规律。获得了本实验条件下的最佳氩弧熔覆工艺参数,熔覆电流120A,预涂层厚度1.2mm,熔覆速度9cm/min,氩气流量8L/min。通过物相分析(XRD)和显微组织观察(SEM),分析了熔覆层的组织形貌特点,发现熔覆层和母材界面处冶金结合效果良好。由界面向熔覆层方向,晶体形态由平面晶逐渐过渡到胞状晶和树枝晶。根据碳化物形成设计比例,在熔覆层内发生了原位合成反应,生成碳化物增强相。并且随着(C-Cr-W)粉末或者(C-W)粉末添加量的增加,氩弧熔覆原位合成碳化物增强相的数量也随之增多。在最佳氩弧熔覆工艺条件下,熔覆层显微硬度达到1300HV左右,大约是Q235钢硬度的6倍;同时,氩弧熔覆后熔覆层的耐磨损和抗腐蚀性能较基体有较大提高,熔覆层最小的磨损量只有基体的1/4,磨损机制主要是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损;腐蚀后的最小失重量仅有基体的1/11。在本实验条件下,(C-Cr-W)粉末或者(C-W)粉末的比例达到70wt.%时,钨极氩弧熔覆层各性能最佳。
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