第33卷第11期 2012年11月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION
Vol.33No.11 November2012
原位合成TiC和M,C陶瓷硬质相的生长习性
苏允海"2，秦　昊'，吴德广」，刘政军
（1.沈阳工业大学辽宁省先进焊接技术及自动化重点实验室，沈阳110870：
2.辽宁聚龙金融设备有限公司，鞍山114041）
摘要：采用等离子弧堆焊设备在低碳钢表面堆焊一层Fe-Cr-Ti-C系陶瓷复合堆焊合金，原位合成TiC和M,C,陶瓷硬质相，分析熔池中TiC和M,C,陶瓷硬质相的形成机制.利用X射线衔射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等设备进行检测分析，结果表明，堆焊层中原位合成了“十字开花状”、“短杆状”、“颗粒状”的TC陶瓷硬质相和不规则“六角杆状”的M,C，陶瓷硬质相：部分TiC和MC，陶瓷硬质相紧密结合，提高了TiC陶瓷硬质相与基体组织的结合强度：M,C，可以附着在TiC颗粒上生长， TiC硬质相的形成提高了M,C，的形核率
关键词：原位合成，陶瓷硬质相，生长机制，堆焊层
中图分类号：TG401 0序
言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2012)110059-04
苏允海
质相的生长机制，具有很大的科研价值，
采用原位合成陶瓷硬质相技术提高材料的耐磨性是近些年发展起来的一项新型技术,2]，金属基陶瓷复合堆焊合金具有一定的强韧性，同时具有陶瓷材料的高熔点、高硬度和良好的化学稳定性，在提高材料的抗磨损机能及提高材料的耐蚀性具有独特的优势，陶瓷硬质相种类繁多，根据其组成物可以分为碳化物、氢化物和硼化物陶瓷硬质相，碳化物陶瓷硬质相由于具有熔点高、硬度高、耐腐蚀等优点，能够与多种金属基体相互润湿，被广泛的选作堆焊层的增强相，目前采用最广泛的碳化物陶瓷硬质相主要有TiC,VC,M,C,,B,C等
采用原位合成的方法在堆焊层中制备高熔点、高硬度的碳化物陶瓷硬质相是一种效率高，效果好的手段，同时能够降低生产成本，简化制造工艺，符合低碳经济的基本要求，国内的分析一般通过激光熔覆、氩弧熔覆、高能电子束熔覆以及等离子弧熔覆等技术手段原位合成陶瓷硬质相3,4)，等离子弧堆焊技术具有热能集中、生产效率高、工艺方法成熟等特点，是分析原位自生陶瓷硬质相强化堆焊层的重要手段，但是，少有文献对硬质相的生长相理进行研究，为此分析堆焊层中原位合成的碳化物陶瓷硬
收稿日期：2012-02-15
基金项目：辽宁省教育厅重点实验室资助项目（2008S164）；沈阳市
科技攻关资助项目（20082647-2）
万方数据
1
试验方法
试验采用钛铁粉、高碳铬铁粉、石墨、还原铁粉
等原料，按照一定配比制备出Fe-Cr-Ti-C系陶瓷复合堆焊合金粉末，采用水玻璃作为粘结剂均匀涂覆在低碳钢板表面，采用等离子堆焊设备进行堆焊试验，堆焊速度为20mm/min，堆焊电流为150A.采用XRD衍射仪，扫描电镜，能谱分析仪等检测设备，分析堆焊层中原位合成的TiC和M,C，陶瓷硬质相的生长机制.
试验结果与分析 2
堆焊层组织的物相分析
2.1
图1是堆焊层的XRD分析结果，从图1的结果可以看出，堆焊层的物相主要包括：TiC，Fe，Cr,C, 和(Cr,Fe),C·由于试验中的合金体系为铁基的，所以基体应为Fe,TiC和M,C，则作为陶瓷硬质相存在，其中M,C,包括Cr,C,和(Cr,Fe),C,
图2是堆焊层的显微组织，结合图1的检测结果及各物相的分布形态可知，图2中黑色颗粒状相为TiC陶瓷硬质相，灰色不规则六角状相为M,C，瓷硬质相，这些硬质相弥散分布在堆焊层内部，可作为耐磨“骨架”，对提高堆焊层的硬度和耐磨性具