沉淀硬化钢电焊条的研制

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1、第11卷第2鞋河海大学机械学端学报Y“．21997年6耳】0URNALOFCOLLEGE0FMECHENGH0HAIkIN1VERSITYjun1997沉淀硬化钢电焊条的研制0I机院f、下《卜摘要分斩了焊接冶金条件与钢冶金条件的差别。在此基础上研制成丁三种告釜系列的焊条，其基础成分分别为Cr—Ni系、CrCo系和Ni—Co系。这粪焊条的堆焊金属的焊后硬度较低一可以进行机械加工；但经低温时效』艘度可{较大的提高。关键词璧堡墼；垫电蹲．0引言通常用作模具材料的台金钢，由于必须具备一些特殊的工作性能，因

2、而其价格昂贵。在用整体材料制造模具时，模具的成本很高。而当这类模具在使耳’过程中出现局部损坏时，又往往使整个模具报废，这样既浪费材料，同时又浪费时间。这就需要求助于既能制造新模具又能修复旧模具的廉价、高效的堆焊方法。通常的用于模具制造或修复的堆焊焊条，其堆焊层对高硬度的要求往往与高硬度难以机械加工产生矛盾不经高温热处理，这一矛盾常常就得不到解决．这就使制造或修复过程复杂化为此，我们研制了一种新型焊条，这种焊条在堆焊后金属硬度不很高，用常规的机械加工方法就可以顺利地进行切削加工，而在随后经过较低温度

3、的人工时效后，又可使堆焊金属的硬度太幅度提高。所研制的这类新型焊条，不仅可用于模具堆焊，而且有可能扩大用之于沉淀硬化不锈钢和马化体时效钢的焊接。有关这方面的工作，尚待进一步开发。1成分设计近年来在该工业、航空及宇航工业中获得广泛应用的各种超高强度的沉淀(析出)硬化不锈钢和马氏体时效钢，在经过适当高温热处理、时效处理等以后，具有很高的屈服强度和断裂韧性以及良好的工艺性，包括良好的焊接性。沉淀硬化不锈钢是在先形成的低碳马氏体的基体上，经过时效处理后析出强化相而得到进一步的强化，常见的强化相是：NiMo

4、、ABz(拉乌氏相)、Ni(AI，Ti)以及碳化特等。而马氏体时效钢也是在低碳马氏体的基础上，经过时效处理后析出金属间化合物，如FeMo、NiTi、NiMo等获得进一步强化的。我们在设计堆焊金属的化学成分时，参考了以上两太类时效硬化钢的合金化原理及化学成分。然而由于焊接冶金与钢冶金条件不同，简单模仿这类钢的化学成分是根本达不到所需的性能要求的。为了说明问题，表1列出了几沉淀硬化不锈钢和马氏体时效钢的化学成分及时敏后能达到的最高强度。56河海大学机械学院学报1997年6月表中各钢除AFC一77钢外，

5、其余均属超低碳钢。而我们所采用的是一般标准焊条钢芯，如H08A、HOCrl4等，这必将使堆焊金属的碳量大大超出要求范围由于含碳量的提高，将使奥氏体向马氏体转变的温度降低．而Ms点过低，会造成马氏体转变不充分．并从而影响时效后的硬度。与此同时，钢冶炼时对有害元素及杂质的严格控制，在焊条制造中也是无法保证的。表1几种马氏体时效硬化钢的化学成分及其硬度JI帮种ccrNiCoMnsic¨MDTi其它时效后硬度HRCNb+Tal7—4PI10《】416．鲫4．25—0400．5036¨～一一44O．25CU

6、STOMNb+Ta(}(1l_758500．2”【}2tnZ25～1．2一‘94550．30PHl4—8Mo【)0S13．0【)8O0—0050【一225—1．。0—48AFC一77O．1514．50213．502【1015—5一一V0．550P<001367Oo3l43_5l5·5<0_lII)20_5一s

7、5Nl<0．03—25～26一

8、采用H0Cr]4外，其余均采用H08A，直径均为qI'4。焊条药皮均为碱性，其合金元素的添加，除cr、Ni、Co、Cu等采用低碳或徽碳的金属粉末外，其余均采用低碳的铁合金试验用焊条用手工搓制，药皮成分及厚度以保证堆焊金属中所需合金元索的含量为度，并兼顾良好的焊接工艺性能的获得为了便于大量供硬度试验用的堆焊试样的获得．堆焊试样帕母材采用15×10ram的45号碳钢，焊接电流150A．每个试样的堆焊层数不少于5层．层问温度不高于100'C。试样的时效处理在箱式炉中进行．炉温温差为士10