稀土對(duì)熔覆耐磨復(fù)合層組織性能的影響.pdf

1、隨著工業(yè)現(xiàn)代化和武器裝備的發(fā)展，對(duì)各種機(jī)械設(shè)備零件的表面性能的要求越來越高。每年國內(nèi)外因摩擦磨損所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失十分驚人，故改變材料表面性能，提高其耐磨性是至關(guān)重要的。耐磨復(fù)合板是在基材表面熔覆一層合金材料，使其具有優(yōu)越基材的性能，在工況中使用壽命更長，應(yīng)用前景更廣，省時(shí)省料，減少經(jīng)濟(jì)損失。稀土元素與其他元素相比具有其獨(dú)特的性能，如凈化作用、變質(zhì)作用、微合金化作用等，使其在金屬表面改性工程中顯示出特有的改性作用。
　　本文采用等離

2、子表面熔覆多道搭接技術(shù)，在Q235基體鋼板上熔覆無稀土以及不同稀土含量（其它粉末成分不變）的鐵基合金耐磨涂層。利用光鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀（EDS）、X射線衍射(XRD)、電子探針(EMPA)等分析測(cè)試手段對(duì)涂層的顯微組織、物相和成分進(jìn)行了分析，利用FM-700型全自動(dòng)顯微硬度計(jì)對(duì)等離子熔覆層的硬度進(jìn)行了測(cè)量，運(yùn)用環(huán)塊式磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試所得涂層的耐磨性能。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，等離子熔覆復(fù)合板具有很好的成型性與致密性，

3、沒有發(fā)現(xiàn)宏觀氣孔，復(fù)合層表面有少許裂紋。稀土含量的增加，基體的稀釋率稍微有所下降。
　　用Fe-Cr-C基礎(chǔ)粉末熔覆得到的涂層靠近熔合線區(qū)域?yàn)閬喒簿?，然后過渡為共晶，涂層頂部區(qū)域?yàn)檫^共晶組織，細(xì)化的先析α-Fe均勻的分布在整個(gè)涂層當(dāng)中，涂層中的共晶組織相互連接形成網(wǎng)狀，主要呈蜂窩狀和枝晶狀。隨著稀土元素從0.24wt.％增加到1.2wt.%，復(fù)合層中柱狀晶、樹枝晶數(shù)量減少，等軸晶數(shù)量增多，組織變得均勻致密，而且復(fù)合層中先析碳化物數(shù)

4、量增加，顆粒大小趨于一致，在涂層中分布均勻，然而當(dāng)稀土含量為1.2wt.%-1.68wt.%時(shí)，復(fù)合層先析碳化物變得粗大，生長無方向性，且顆粒分布不均勻，可見，稀土元素的加入存在一個(gè)最佳值。結(jié)合XRD、EDS和EMPA分析結(jié)果可知，復(fù)合層中的主要物相為（Cr、Fe）7C3、（Cr、Fe）23C6和α-Fe，當(dāng)稀土元素含量為1.68wt.%時(shí)，復(fù)合層中出現(xiàn)CeFe5相，可見稀土元素以金屬間化合物的形式存在，固溶在鐵基相中，稀土元素La和C

5、e均勻分布在整個(gè)復(fù)合層中，相對(duì)于La元素，Ce元素有少部分的集聚。
　　等離子熔覆復(fù)合層各個(gè)試樣的宏觀洛氏硬度的平均值都在60HRC以上。未加稀土?xí)r，復(fù)合層內(nèi)部共晶組織的平均顯微硬度為1030.45HV0.1，碳化物（Cr，F(xiàn)e）7C3平均顯微硬度為1380.62HV0.1，隨著稀土元素的加入，共晶組織的平均顯微硬度先增加后下降，當(dāng)稀土的含量約為0.72wt.%時(shí)，平均顯微硬度值達(dá)到最高。
　　復(fù)合層的主要磨損機(jī)制為犁削和粘