等离子堆焊碳化钨强化镍基合金组织与性能研究

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1、硕士学位论文等离子堆焊碳化钨强化镍基合金组织与性能研究StudiesonMicrostructureandPropertiesofNi--basedHardfacingReinforedWithTungstenCarbidesbyPTAW学号：21105051大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明IIIIIIIIIIIIIIIIY2592780作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已

2、经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体己经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：釜壶圭鲻壁丝丝鱼鱼堡望丝缨堑些壁壁度作者签名：基夔壶日期：j坚年—L月—￡日大连理工大学硕士学位论文摘要为了提高材料表面耐磨性，通常在其表面堆焊耐磨合金，有时为了获得特殊的性能，如高的耐应力磨损性能，可添加硬质合金粒子进行强化。对镍基合金而言，常添加

3、的硬质粒子为碳化钨。其原因为：一方面碳化钨具有高的耐腐蚀性、高硬度、高熔点、可焊性好、具有一定的塑性变形等特点；另一方面镍基合金与碳化钨颗粒之间有较好的润湿性。本课题选用等离子堆焊技术，其原因为：等离子堆焊技术具有稀释率和变形小、焊道平整、工艺稳定、冶金结合好、致密无缺陷、易于实现自动化等优点。本文采用等离子堆焊技术在奥氏体不锈钢钢板表面堆焊碳化钨强化镍基耐磨合金，使用光学显微镜(OM)、带能谱分析的扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱分析仪(XR

4、F)、红外碳硫分析仪、显微硬度计、磨损试验机等设备研究合金堆焊层的显微组织和耐磨性能。研究了堆焊电流对镍基合金堆焊层组织与性能的影响。结果表明，随着堆焊电流的增大，堆焊层中的枝晶组织变得越来越不明显，堆焊层中依次出现鱼骨状组织、羽毛状组织和点状群落组织，并且硬度也随之降低。研究了添加不同含量和形状碳化钨强化镍基合金堆焊层组织与性能。在显微组织方面，随着碳化钨含量的增加，堆焊层中出现了针状、块状、条状及骨架状组织，并且均含有w元素；在耐磨性能方面，随着碳化钨添加量增大，合金堆焊层的耐磨性能也随之提高

5、，且球形碳化钨的强化效果优于不规则碳化钨。研究了堆焊电流对碳化钨强化镍基合金堆焊层组织与性能的影响。堆焊电流不同，元素凝固时扩散程度也不同，最终导致堆焊层中出现不同形态的组织。在耐磨性能方面，堆焊层的耐磨性并不是堆焊电流的单调函数，它与电流及试验载荷大小相关。同时，在堆焊层中观察到了不同程度溶解的碳化钨，这些溶解的碳化钨进入到镍基合金基体中，与基体中元素进行反应，形成各种不同形状的复杂化合物，并且随着堆焊电流的增大，碳化钨溶解现象越来越明显。关键词：等离子堆焊：镍基耐磨合金：碳化钨：显微组织：耐磨

6、性等离子堆焊碳化钨强化镍基合金组织与性能研究StudiesonMicrostructureandPropertiesofNi—basedHardfacingReinforecedWithTungstenCarbidesbyPTAWAbstractInordertoimprovethesurfaceweal"resistance，theabrasion—resistantalloywasdepositedonthesurfaceofmaterial．Sometimesforspecialperfor

7、mance，suchashighstressabrasionresistance．itcanbeaddingcarbideparticleinit．FortheNi—basedhardfacing，thecarbideparticleusuallyWastungstencarbides．Therearesomereasonsforthis．Ontheonehand，thetungstencarbideshashighcorrosionresistance，highhardness，highmelt

8、ingpoint，goodweldabilityandplasticdeformaion．Ont11eotherhand．t11eNi-basedalloyhasgoodwettabilitywithtungstencarbides．ItadoptsplasmatransferredarCwelding(PTAW)inthispaper，thereasoniSthatithaslowerdilutionanddeformation，goodweldformation，process