文档介绍：学校代码 10530 学号 200707021165
分类号密级

硕士学位论文

Fe-C-Cr-V-Ti 系高硼堆焊合金
显微组织及耐磨性研究

学位申请人李煌
指导教师龚建勋副教授
学院名称机械工程学院
学科专业材料加工工程
研究方向耐磨材料

二零一零年五月
Microstructure and Wear-resistance of
Fe-C-Cr-V-Ti High-boron Hardfacing Alloys

Candidate Li Huang
Supervisor Associate Professor Gong Jianxun
College School of Mechanical Engineering
Program Material Processing Engineering
Specialization Wear Resistant Material
Degree Master of Engineering
University Xiangtan University
Date May 2010
湘潭大学
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作者签名: 日期: 年月日

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作者签名: 日期: 年月日

导师签名: 日期: 年月日
摘要
摘要
鉴于高硼合金具有优良的耐磨粒磨损性能,且价格低,经济适用性好,原料
来源有保证的特点,采用药芯焊丝埋弧堆焊的方法分别制备了加 Ti 和不加 Ti 含
%~% Cr,%~% C,0~% B(质量百分数,以下同)的 Fe-C-Cr-V
高硼堆焊合金,借助光学显微镜(OM)、X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)
和电子能谱仪(EDS)等分析手段,对其显微组织、相组成及硬质相分布形貌等进
行了分析。
首先,考察了药芯焊丝中 B4C 加入量对 Fe-Cr-Ti-B 堆焊合金硬度及耐磨性的
影响,试验结果表明,含 TiB2 相的 Fe-Cr-Ti-B 堆焊合金的基体组织由大量铁素体
和少量马氏体组成,而硬质相则由(Fe, Cr)3(C,B)+TiB2+TiC+(Fe,Cr)2B+(Fe,Cr)B
等构成,因其含有 TiB2、TiC 等显微硬度高的硬质相而具有优良的耐磨性。随药
芯焊丝中 B4C 含量的增加,其硬度及相对耐磨性ε先升高后降低,当其含量为 5%
时,达到最佳。
另外,研究了 Cr、V、Ti、C、B 等合金元素对 Fe-C-Cr-V 高硼堆焊合金显微
组织、硬度以及耐磨性的影响,考察了外加载荷对 Fe-C-Cr-V 高硼堆焊合金磨损失
重的影响。试验结果表明,Fe-C-Cr-V 高硼堆焊合金基体组织由α-Fe 组成,硬质相
则包括 M3(C, B)、M2B、VC、M8B 等,其显微组织、硬度和耐磨性随着合金元素
含量而改变,当堆焊合金成分为 11% Cr,2% V,% C,% B 时,性能最佳。
此外,向该堆焊合金中加入一定量的钛,可使其显微组织细化,耐磨性显著提高。
耐磨粒磨损试验结果显示,随着外加载荷增大,Fe-C-Cr-V 高硼堆焊合金的磨损失
重并不随之增大,而呈“Λ”形变化曲线,这与 E. Rabnowicz 提出的合金磨损量与
外加载荷的磨粒微切削模型不符。

关键词:药芯焊丝;堆焊;显微组织;耐磨性;硼化物
I
Abstract
Abstract
Since the high-boron hardfacing alloys have the advantages as excellent abrasive
wear resistance, low prices, good econ