第33卷第3期 2012年3月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDINGINSTITUTION
Vol.33 March
No.3 2012
原位合成TiC-M,C3陶瓷硬质相显微组织的分析
刘政军，李乐成，宗琳，苏允海（沈阳工业大学材料科学与工程学院，沈阳110870）
摘要：采用等离子弧堆焊技术原位合成TiC-M,C，陶瓷硬质相，探讨堆焊层中TiC-M,C，硬质相对堆焊层耐磨性的影响.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、洛氏硬度计及湿砂磨损试验机等设备进行检测分析。结果表明，堆焊层是由高碳马氏体基体和大量弥散分布在基体中的TiC,M,C，陶瓷硬质相构成的过共晶组织；雄焊层表面的落氏硬度为66.4HRC，磨损量为0.086g-TiC可以作为M,C，陷瓷硬质相的形核核心，提高了M,C，陶瓷硬质相的形核率，促使其晶粒细化；在TiC和 M,C,陶瓷硬质相的共同作用下,Fe-Cr-Ti-C系合金比相同Cr元索含量的Fe-Cr-C系合金堆焊层的硬度更高，抗磨损性能更好，
关键词：陶瓷硬质相；堆焊层；原位合成；耐磨性
中图分类号：TG455 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2012)03006504
刘政军
位生成TiC，M,C，陶瓷硬质相强化堆焊层的机制，探讨Ti元素的加人对M,C，型陶瓷硬质相形态、分
整粒磨损是工业生产中机械设备及其零部件经
常遇到的回题，为了减少由于磨损失效带来的经济损失，金属基陶瓷复合材料得到科研工作者的广泛关注和研究：金属基陶瓷复合材料既具备金属材料本身的良好韧性，文有陶瓷材料的高熔点、高硬度，良好的耐磨性以及较好的化学稳定性等优良特点，是一种较为理想的耐磨材料1,3)，因此原位自生陶瓷硬质相的方法得到广泛关注，原位自生限瓷硬质相是指合金元素在高温熔融状态下，通过化合反应或置换反应直接形成陶瓷硬质相，强化材料的一种方法。通常的陶瓷硬质相主要是碳化物，常见的有 WC,ZrC,VC,B,C,Cr,Cs,TiC等[3)]，这些高硬度的硬质相均勾分布在金属基体中，可以有效地提高材料的耐磨性.例如赵冠琳等人(4)将钛铁、钒铁及石墨等组分混合预置于普通碳钢表面，以激光作为热源，通过原位反应生成TiC-VC弥散分布的硬质相增强铁基熔覆层，提高熔覆层的抗磨损性能。宋思利3}采用钨极氢弧熔覆技术原位合成TiC增强铁基熔覆层，并对熔覆层的微观组织、TiC增强相的生长机制、熔覆层磨损性能等进行了系统分析：文中研究等离子熔覆Fe-Cr-Ti-C系陶瓷复合堆焊合金，原
收稿日期：20101229
基金项目：辽宁省教育厅基金资助项目（2008S164）；沈阳市科技攻
关基金资助项目（10812299-1-00）万方数据
布以及数量的影响规律，具有实际意义 1试验方法
试验采用Ti元素含量为30%（质量分数）的钛铁粉（100目）、Cr元素含量为66.8%的高碳铬铁（100目）、纯度≥99%的石墨、纯铝粉和Fe元素含量99%的还原铁粉配制Fe-Cr-Ti-C系和Fe-Cr-C系合金粉末．为了研究Ti元素的加入对堆焊层组织和性能的影响，在两组粉末中加入相同质量分数的铬铁（30%），在Fe-Cr-Ti-C系粉末中加入适量的钛铁．由于铬、钛都是强碳化物形成元素，在Fe-Cr-Ti-C系合金粉末中适当提高C元素的加入量，以保证形成足够的铬和钛的碳化物，从而使堆焊层有较好的耐磨性，
试验以20g钢板作为母材，以水玻璃作为粘结剂，将粉末均匀地涂在20g钢板上，厚度为2mm 烘干后，采用等离子弧堆焊.电流为150~160A，电弧摆动宽度为25mm，堆焊速度为20mm/min.利用扫描电镜在试件的不同视场和位向采集图片，研究堆焊层的组织形貌.采用XRD检测、分析试件的物相组成：用洛氏硬度计测量堆焊层的宏观硬度以20~40目的石英砂作为磨料，用湿橡胶轮式磨损试验机做磨损试验.磨损试验参数：胶轮转速为240