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本课题采用真空熔覆技术,在不同熔覆温度和不同WC含量条件下,在45#钢表面制备了碳化钨增强镍基合金复合层;采用光学显微镜、扫描电镜观察试样微观形貌,用XRD分析物相组成;采用洛氏硬度计、显微硬度计进行力学性能测试;进行耐磨试验和腐蚀试验评价熔覆层和母材耐磨耐蚀性能。研究结果表明,熔覆试样包括熔覆层、过渡层和母材三部分。熔覆层粘结相以奥氏体(Ni2.9Cr0.7Fe0.36,Fe Ni)为主,增强相有WC和W2C两种,此外还有条块状碳化物(Cr7C3,(Cr,Fe)7C3)、硼化物、硅化物以及WC和镍基合金反应形成的复相碳化物等;过渡层为富含Cr、Fe的镍基合金,其耐腐蚀性能和韧性都较好,过渡层的形成说明熔覆层和母材达到了牢固的冶金结合;母材中靠近熔覆层区域组织以珠光体为主,其他部分为珠光体和铁素体混合组织。WC含量低于20%时,各熔覆温度试样的熔覆层均较为致密,但耐磨性较差。当WC含量提高到30%以上,在较低熔覆温度条件下,熔覆层气孔率高,表面形貌差,随着熔覆温度升高,熔覆层致密性提高,表面形貌得到改善,但WC溶解反应量也会逐步增加,熔覆层耐磨性和洛氏硬度会相应降低。所以,合理的熔覆温度为1225℃。在1225℃熔覆温度各熔覆试样中,WC含量小于30%时,熔覆层耐磨性会随着WC含量升高而提高,当WC含量达到30%时,熔覆层耐磨性能是母材的6倍,WC在熔覆层中均匀分布。如果继续增加WC量,熔覆层中孔洞增多,WC较易脱落,耐磨性能不再提升。各试样熔覆层耐腐蚀性能均在母材的10倍以上。因此,WC合适加入量为30%。通过正火,水淬,油淬处理,母材耐磨性能有一定提高,熔覆层组织性能变化不大。淬火处理工艺中,过渡层处出现淬火裂纹几率较大,淬火裂纹会影响熔覆层和母材结合强度。热处理工艺选取正火工艺。综合考虑成本,性能等多种因素,选择熔覆温度为1225℃,WC加入量为30%,得到的熔覆层耐磨性能是母材的6倍以上,耐腐蚀性能是母材10倍以上,洛氏硬度接近40HRC,熔覆层对母材强化作用明显。