【摘 要】
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采用等离子喷焊设备在Q235钢表面制备不同含量AlN、BN的Fe基合金喷焊层。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究喷焊层的组织和相结构。利用显微硬度计、磨损试验机和盐雾箱对喷焊层的硬度、摩擦磨损性能及耐蚀性能进行测试,并对其机理进行研究。研究结果表明:Fe基合金喷焊层的主要物相由α-Fe,γ-Fe和(Cr,Fe)_7C_3组成。随扫描速度的增大,喷焊层金相组织细化,显微硬
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采用等离子喷焊设备在Q235钢表面制备不同含量AlN、BN的Fe基合金喷焊层。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究喷焊层的组织和相结构。利用显微硬度计、磨损试验机和盐雾箱对喷焊层的硬度、摩擦磨损性能及耐蚀性能进行测试,并对其机理进行研究。研究结果表明:Fe基合金喷焊层的主要物相由α-Fe,γ-Fe和(Cr,Fe)7C3组成。随扫描速度的增大,喷焊层金相组织细化,显微硬度升高。添加AlN、BN未改变喷焊层的物相。Fe基合金喷焊层组织主要由细小的等轴晶组成。添加AlN、BN的喷焊层呈现柱状树枝晶,且随着AlN、BN含量的增加,树枝晶逐渐增多,组织粗化。加入BN喷焊层的平均显微硬度低于添加AlN的喷焊层。添加1%AlN喷焊层的平均显微硬度最高,为758.5 HV0.3,比Fe基合金喷焊层的显微硬度高88.2HV0.3,少量AlN提高喷焊层的硬度,但AlN含量过多时,喷焊层的硬度降低。加入AlN喷焊层的摩擦系数均降低,摩擦系数在0.40~0.57之间,当AlN添加量为3%时,喷焊层的磨损形貌最光滑,磨损率为1.15×10-14 m3/N·m。添加AlN后喷焊层的磨损机理从粘着磨损变为磨粒磨损。添加BN喷焊层的摩擦系数均降低,摩擦系数稳定在0.42~0.52之间,添加3%BN的试样磨损率最小,为3.71×10-14m3/N·m。在同一质量分数下,添加AlN喷焊层的耐磨性能更好。在腐蚀时长20 h的盐雾试验中,5%的AlN能使Fe基合金喷焊层的耐蚀性能提高,此时喷焊层的点状腐蚀最少且尺寸最小。添加BN降低了Fe基合金的耐蚀性能。综合考虑AlN、BN对Fe基合金喷焊层性能的影响,添加5%AlN可以兼顾喷焊层的耐磨性能和耐蚀性能。
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