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Fe-B-C耐磨堆焊合金是一种新型的耐磨堆焊材料,以我国富有的硼、碳、铬为主要合金元素,不含有镍、钼、钨、钒等合金元素,利用硬度较高、稳定性较好的硼化物和硼碳化合物为抗磨骨架,配合以高强韧性基体,具有低成本、高硬度及良好耐磨性。
本文针对Fe-B-C耐磨堆焊合金的组织及性能进行了初步研究。试验结果表明:在固定碳含量约为0.2%时,B含量为(0.9~5.26%)堆焊合金物相主要由α-Fe,Fe2B,Fe3(B,C),C0.045Fe1.955组成。随着堆焊合金中B含量(0.9%~5.26%)的增加,堆焊合金中硼化物体积分数增大,堆焊合金硬度不断升高,韧性下降。当硼含量达到4.0%时,堆焊合金中有初生硼化物Fe2B析出,Fe2B相呈四边形,显微硬度为1500~1800HV0.1,当含硼量为4.0%时初生硼化物Fe2B相析出。当含硼量<4.6%时随含硼量的增加,堆焊层耐磨损性能逐渐增强;当硼含量达到一定量时,堆焊层耐磨损性能反而降低。固定堆焊合金中的硼含量(约4.3%),通过改变堆焊合金中碳的含量来研究碳对Fe-B-C堆焊合金组织性能的影响,研究表明随着碳含量的增加,堆焊合金中硼碳化合物体积分数增大,堆焊合金硬度不断提高,但韧性下降。堆焊合金物相主要由Fe2B,Fe3(B,C),α-Fe,C0.045Fe1.955组成,当碳含量大于等于1.0%时,堆焊合金物相发生变化,堆焊合金中有CFe15.1相产生。随着碳含量的增加,堆焊合金耐磨损性能逐渐增强,但当碳含量大于1.0%时堆焊合金耐磨性反而降低。
此外本文还对铬对Fe-B-C堆焊合金的组织及性能的影响进行了初步研究,研究表明:铬元素可以大大的促进堆焊合金的硬质相M2B相的析出,Fe-Cr-B-C堆焊合金组织主要为M2B相,铁素体、珠光体、马氏体、Fe-Cr固溶体、M3(B,C)、M23(B,C)6组成。随着堆焊合金中铬含量的增加,堆焊合金硬度一直增加,硬度范围为54HRC-68HRC,当铬含量为12%时堆焊合金物相中明显有大量C0.055Fe1.045相出现。堆焊合金耐磨损性能随着铬含量的增加而逐渐增强,当铬含量达到15%时,堆焊合金耐磨性反而下降。