本论文主要研究了以下三部分： 1．对高碳耐磨堆焊焊条药皮配方进行了探讨；并研究了药皮中合金元素对高碳耐磨堆焊焊条工艺性能的影响； 2．研究了碳对耐磨堆焊层的微观组织及机械性能的影响； 3．对初生碳化物定向生长控制进行了探讨。 根据各种药皮的典型配方及石墨过渡系数的大小确定焊条药皮类型为钛钙型。调节药皮中石墨含量，观察石墨对焊接工艺性能的影响：随石墨含量的增加焊接工艺性能变差，石墨含量较低时焊道无裂纹，随石墨含量的增加，焊道裂纹从横向裂纹到纵向裂纹最后横纵裂纹相交，堆焊层整个表面被裂纹分割成许多小块。随铬含量的增加焊道由光滑到不连续，焊接工艺性能变差。 通过在药皮中逐渐增加石墨的含量，研究碳对堆焊层宏观硬度和耐磨性的影响规律。通过X—射线衍射物相分析、扫描电镜微观形貌观察及电子能谱分析、透射电镜分析、显微硬度分析及金相组织观察知：随碳含量的增多，堆焊层中初生碳化物的数量越来越多，颗粒越来越大；共晶碳化物的颗粒也越来越大，且在初生碳化物周边生长，离初生碳化物愈远，共晶碳化物愈密集；初生和共晶碳化物都呈孤立状存在；堆焊层的宏观硬度随碳含量的增加逐渐增加，当碳含量超过6％时，硬度增加十分缓慢甚至趋向稳定，这与金相组织中初生碳化物数量的增加一致。通过湿砂橡胶轮磨损试验得出含碳量与耐磨性的关系：当碳含量在3.14％到5.16％时，随含碳量的增加，耐磨性亦增加。 两种方法研究了初生碳化物的定向生长规律： 一、提高堆焊层中碳含量 二、提高堆焊层焊接时的过冷度 北京工业大学工学硕士学位论文一两种方法虽都能得到碳化物的定向生长，但初生碳化物颗粒的大小却相反。增加碳含量初生碳化物颗粒增大；提高冷却速度初生碳化物颗粒变小且致密。通过耐磨性分析得：要得到良好的耐磨性两种方法必须有机结合起来即在适量增加含碳量的基础上提高堆焊层的冷却速度。