反應(yīng)等離子熔覆Fe-CR-Ti-C涂層的組織與性能.pdf

1、等離子束表面熔覆技術(shù)是采用高能束流為熱源在金屬表面獲得優(yōu)異的耐磨、耐蝕、耐熱、結(jié)合性能良好的涂層技術(shù)，它具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。表面冶金專用材料的研制開發(fā)、冶金粉末材料注入方式的改進、冶金層組織性能的研究及冶金層質(zhì)量控制必將成為國內(nèi)外表面技術(shù)的研究熱點。
　　本文在理論分析和工礦現(xiàn)場應(yīng)用相結(jié)合的基礎(chǔ)上設(shè)計出在Fe基合金粉末中加入Ti元素的適合等離子表面熔覆的不同粉末配比方式，采用等離子表面熔覆技術(shù)，在Q235基體鋼板上熔覆無鈦以及

2、含鈦（其它粉末成分基本不變）的鐵基合金涂層，應(yīng)用光學金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子探針(EPMA)、X射線衍射儀(XRD)等手段，對熔覆層的組織、相組成等進行了分析，利用顯微硬度計對熔覆層的顯微硬度進行了測量，詳細研究了表面冶金層中的組織成分特征，結(jié)合分析得到的最佳性能的粉末成分以及凝固機理，為等離子熔覆耐磨復(fù)合板在工業(yè)領(lǐng)域提供可參考的理論，完成理論與實踐相結(jié)合的統(tǒng)一。
　　結(jié)果表明:從熔覆層與基體的結(jié)合面到頂

3、部大致可分為五種結(jié)晶形態(tài):平面晶，胞狀晶，胞狀樹枝晶，樹枝晶，等軸晶;同時，在兩道熔覆層的搭接處還有一些穗狀晶和一些帶狀晶的存在，表面冶金區(qū)與基體之間則存在白亮帶，它是以平面晶的生長形態(tài)沿熱流方向生長出來的，白亮層的形成表明涂層與基體實現(xiàn)了良好的冶金結(jié)合。采用等離子熔覆技術(shù)在Q235鋼上制備了無Ti和含Ti兩種不同成分的耐磨試樣，1號無Ti熔覆層試樣硬質(zhì)相多為Cr7C3、(Cr, Fe)7C3，共晶組織多為α-Fe和Cr7C3，硬質(zhì)相含

4、量相對較少，共晶組織晶粒相對粗大;而2、3、4號含Ti熔覆涂層的物相為Cr7C3、(Cr, Fe)7C3和TiC，Ti元素以化合物的形式彌散分布在整個熔覆層中，主要以TiC顆粒增強相的形式存在，熔覆層中共晶組織細小致密;Ti元素加入鐵基粉末體系中，與基材潤濕性好，熔覆層無氣孔、微裂紋等缺陷，且鈦元素少量固溶在共晶組織中，可明顯促進共晶組織的形成，且隨含Ti量的增加，共晶組織更加細小均勻，體積比例也越來越少，規(guī)律性增加，凌亂度減少，促進作

5、用越明顯;1-4號熔覆層的最高硬度值分別為741.46HV、1028.2HV、732.17HV、747.6HV。1-4號熔覆層的平均硬度值分別為:486.5HV、708.5HV、531HV、548.9HV，其中1號無Ti試樣硬度最低，2、3、4號含Ti試樣硬度都高于1號試樣，而且其中2號含Ti試樣硬度明顯最高，3號和4號試樣硬度相差不大;利用等離子束表面熔覆技術(shù)制備TiC顆粒增強復(fù)合材料，工藝簡化，對工藝參數(shù)的設(shè)定靈活，在技術(shù)上有較大的