小论文2初稿范文.doc

小论文2初稿范文 金属基陶瓷复合堆焊层的研究刘政军，邵大伟（沈阳工业大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110178）摘要:众所周知我国每年因磨损而造成的经济损失十分惊人。 磨料磨损是所有类型的磨损中最主要的一种磨损,约占所有磨损的50%。 本课题的题目是金属基陶瓷复合堆焊层的研究。 主要研究以铁基为基础再加入钛铁、硼铁、镍粉等，即在一定规格的低碳钢钢板上事先铺放混合好的合金粉末，烘干一定时间后，采用等离子弧堆焊技术堆焊合金粉末，通过焊接冶金反应，使其原位自生成陶瓷硬质相。 采用等离子弧堆焊，使铁基表面形成堆焊层，通过适当调节焊接参数（如焊接电流、焊接速度等）和焊接工艺方法以及调整配方成分比例通过反复的实验对比使堆焊层即具有高硬度又具有耐磨损的性质。 关键词磨损；等离子弧堆焊；铁基合金；耐磨性Research ofCeramics CompositeOverlay withMetallic BaseLIU Zheng-jun,SHAO Da-wei AbstractAs isknown tous,the economicloss becauseof wearswhich createsto bevery astonishing.In alltype attritionthe grindingabrasion isone ofthe mostmain attrition,approximately poses50%of allthe attrition.This articles topicis themetal-based ceramiompound built-up weldinglevel research.The mainresearch joinsthe ferrotitanium,the ferro-boron,the nickelpowder againtake theferric radicalas thefoundation and so on,beforehand setsthe goodmixed powdered alloy oncertain specifications low-carbon steelplate,after dryingcertain time,uses theplasma arcbuilt-up weldingtechnology built-up weldingpowderedalloy,responded throughthe weldingmetallurgy,causes itshome positionspontaneity tobee theceramics flinty.Uses theplasma arcbuilt-up welding,causes theferric radicalsurface toform pilesthe layer,through adjustmentthe suitablewelding parameter(for examplewelding current,welding speedandsoon)and thewelding processmethod aswell asthe adjustmentformula ingredientproportion enablesthe built-up weldinglevel throughthe repeatedexperiment contrastnamely to have highdegree ofhardness alsotohavewear resistantnature.Keywords:abrasion;plasma arcsurfacing;ferroalloy;risistens towear0引言在冶金、矿山、建材、煤炭、电力、化工、农机和军工等各个部门均使用大量的耐磨材料,其中大部分材料因磨损而失效。 因此,因磨损而造成的经济损失十分惊人。 磨料磨损是所有类型的磨损中最主要的一种磨损,约占所有磨损的50%。 仅冶金、电力、建材、煤炭和农机五个部门的不完全统计，在我国每年因磨损所消耗的钢材达百万吨以上，加上更换部件所造成的生产效率降低等间接损失，消耗资金达2030亿元。 因此，减少磨料磨损与提高机械耐磨性具有很大的经济意义。 我们基于此研究出具有高硬度，耐磨损的金属基复合堆焊层，使材料的硬度及耐磨性有了很大幅度的提高。 1实验材料、设备及方法1.1试样的制备本次实验用的试件是钢件，牌号是20G，将300mm80mm12mm的低碳钢钢板用无齿锯切割成100mm80mm12mm的标准试件。 而后自行调节合金粉末的成分，制成两种配方进行比较。 表120G的化学成分(质量分数)化学成分C SiMn SP含量（%）0.20.150.350.650.0150.015表2配方一的成分成分(g)高碳铬铁BC Ni粉钛铁石墨硅铁铁粉含量(%)32452063余量表3配方二的成分成分（g）高碳铬铁硼铁Ni粉钛铁石墨硅铁铁粉含量（%）321052063余量1.2试验的设备及方法本试验采用的是堆焊装置是等离子弧堆焊设备，试样方法如下首先将配制好的合金粉末用水玻璃粘结在一起（主要是防止堆焊时合金粉末被吹散），而后均匀的凃在钢板上，大约3mm厚即可，然后放入烘干箱中烘干。 烘干结束后在正极性等离子弧堆焊机上进行堆焊，焊接过程中适当改变焊接参数以进行比较，见表4。 堆焊结束后将试样用无齿距加工成小的金相试样。 而后采用HRC150型洛氏硬度计测量堆焊合金表面的宏观硬度。 结束后，进入下一阶段预磨试样。 该过程是在M-2型预磨机上进行的，试样分别经过 800、 1200、2000的砂纸进行研磨的，最终形成无划痕的试样。 接下来对试样进行抛光处理，以便得到更光洁的表面。 抛光后用王水腐蚀其表面以便观察到组织。 利用OLMPUS BX.6型金相显微镜对堆焊层放大200倍和500倍进行显微组织观察，得到清晰的显微图片。 表4焊接工艺参数焊接焊接电弧纵向电弧横向电弧横向电流电压移动速度摆动频率摆动宽度/A/V cm/min次/分mm1203046212.01602硬度和金相试验2.1硬度试验本实验用到的设备是洛氏硬度计型号为HRC-150。 测量时在堆焊层表面上和侧面均匀的测多点硬度，取其中间隔相差最少的三个数据来表示实验结果，然后表面用三点分布表示硬度情况，而侧面取平均值，用其平均值来衡量试件堆焊层侧面硬度。 表5配方一与配方二在120A电流下的硬度对比试件1号件2号件1均值2均值表面硬度 61、 62、 6062、59. 5、636161.5侧面硬度 57、 56、 5957、 58、5957.358由表5中数据可以看出，在相同的电流条件下试件2硬度略低于试件1，原因是在配方二的试件中生成了陶瓷硬质相，组织与配方一基本相同，所以硬度基本相近。 表6配方二在120A、140A与160A电流下的硬度对比硬度表面硬度平均值侧面硬度平均值120A 62、59. 5、6361. 557、 58、5958140A 60、 59、5758. 756、 50、5353160A 50、 49、 484834、 36、4036.72.2金相试验利用OLMPUS BX.6型金相显微镜对堆焊层放大200倍和500倍进行显微组织观察，照出金相照片，观察试件显微组织并对试件堆焊层进行分析，研究其组织，找出强化机理，最后对测试的结果进行、分析和讨论。 3试验结果与分析对于配方二的试样，归纳出堆焊电流对堆焊层表面硬度及侧面硬度的影响规律如图1与图2所示。 1xx0140150160464850525456586062xx-6-2711:55:55表面硬度HRC电流I/A图1配方二的不同焊接电流对堆焊层表面硬度的影响1xx0140150160354045505560xx-6-2712:00:00侧面硬度HRC电流I/A图2配方二的不同焊接电流对堆焊层侧面硬度的影响从图 1、图2观察可以看出堆焊层表面，侧面硬度的变化曲线规律一致。 我们发现它们的共同的特点，即堆焊电流120A时的硬度值普遍最高，其次是堆焊电流140A，堆焊电流160A时的硬度最低。 其中堆焊电流140A时堆焊层与母材熔合较好，缺陷也较少，硬质相较多。 堆焊电流较小，热输入就少，冷却速度快。 这使得晶粒长大时间短，因此显微组织细小，硬度较高。 当电流达到160A时，电弧的能量增加，堆焊层表面吸收的热能增多，相应的温度梯度减小，冷却速度减慢，晶粒长大时间加长。 因此，在堆焊层内会出现较粗大的组织，导致表面硬度降低。 而且冲淡率较高，母材熔深很大，也是使硬度降低的原因。 配方一和配方二的显微组织金相图片如下图3配方一在I=120A的堆焊层显微组织图4配方二在I=120A的堆焊层显微组织图5配方二在I=140A时的堆焊层显微组织通过金相图片我们可以很容易看到很多不规则长条状的组织以及一些不规则的圆形颗粒，前者大致形状为六角形，此类组织为条块状出析碳化物，也即是Cr7C3硬质相，后者为BC硬质相。 且两种配方的硬度值也十分接近，由此我们得出通过原为自生法得到了我们预期的硬质相，且硬度值较高。 4结论 （1）碳化硼可以提高堆焊层硬度，硼铁由于能在堆焊层形成硬质相，进而提高堆焊层硬度。 从硬度值对比来看，它们的影响差不多。 （2）碳含量的不同也对硬度有影响。 原因可能是碳的存在利于硬质相的生成。 （3）相同成分的合金粉末形成的堆焊层在不同电流下硬度不同。 本实验在120A、140A、160A的电流下进行堆焊实验，得出在电流为120A时，堆焊层的硬度最大，性能最好；随着电流增加，堆焊层硬度逐渐减小。 （4）电流为120A时，显微组织致密，晶粒细小并呈规则分布，有大量铬化物及一定的BC相存在，导致硬度增加。 参考文献1周振丰编.金属熔焊原理及工艺.北京机械工业出社,1981.27