現(xiàn)代表面工程技術(第二部分-堆焊)(編輯修改稿)
2025-04-01 01:03 本頁面
【文章內容簡介】 流部件耐氣蝕堆 焊，由于具有好的耐熱和耐高溫沖擊能力，也可用于熱沖壓、熱擠壓工具的堆焊。 ? 高鉻馬氏體不銹鋼堆焊材料耐熱性好，熱強度高，耐腐蝕性也較好，主要用于中溫 (300℃ ～ 600℃ )耐粘著磨損面的堆焊，如中溫中壓閥門密封面的堆焊，含碳和鉬的 Crl3型 堆焊材料具有較高的耐磨性和一定的抗沖擊能力，用于連鑄機的導輥、拉矯輥的堆焊。 ? 高鉻鋼堆焊材料的堆焊工藝主要是焊條電弧焊、 MIG焊和絲極或帶極埋弧焊。除了小件堆焊前不預熱外，一般應預熱150℃ ～ 300℃ 。焊后可不進行處理，也可根據需要進行熱處理。 ? 碳的質量分數(shù)大于 1％的高鉻鋼堆焊材料 (如 Crl2)屬于萊氏體鋼，組織為萊氏體及殘余奧氏體。由于存在含鉻的合金萊氏體，耐磨性提高，但脆性增大，更容易產生裂紋，預熱溫度為 400℃ ～ 500℃ 。 ? 高鉻不銹鋼焊條電弧堆焊焊條、低氫型焊條焊前需350℃ 烘干 1h；鈦鈣型焊條 150℃ 烘干 lh。高鉻不銹鋼絲極MIG堆焊時，所用氣體為 Ar(體積分數(shù)為 99％ )+02(體積分數(shù)為 1％ )。帶極埋弧堆焊時，焊劑焊前需 300℃ 烘干 1h。 ? 鉻鎳奧氏體不銹鋼堆焊材料常用堆焊方法是焊條電弧焊和帶極埋弧堆焊。首先用高鉻鋼的 2313型或 2621型不銹鋼焊接材料在低碳鋼或低合金鋼母材上堆焊一層過渡層。該過渡層有一定數(shù)量的鐵素體，從而確保堆焊金屬有較高的抗裂性和較好的耐腐蝕性。在多數(shù)情況下堆焊前不預熱，嚴格控制堆焊層間溫度。個別情況下堆焊前預熱 120℃ ～ 150℃ 。堆焊時應采用小線能量，堆焊電流盡可能小。 ?鉻鎳奧氏體型鐵基合金粉末等離子堆焊時，等離子槍的非熔化電極接負極。其工藝參數(shù)根據堆焊產品和技術要求通過試驗確定。一般先選定適當?shù)乃头哿亢投押杆俣?，再確定其他工藝參數(shù)。 ? (4)合金鑄鐵堆焊材料的成分、性能、用途和堆焊工藝。合金鑄鐵堆焊材料按成分和堆焊層的金相組織可分為馬氏體、奧氏體和高鉻合金鑄鐵三大類。 ? 馬氏體合金鑄鐵堆焊材料以 CCrMo、 CCrW、CCrNi和 CW為主要的合金系統(tǒng)。碳的質量分數(shù)一般控翩在 2％～ 5％，鉻的質量分數(shù)多在 10％以下，合金元素總量一般不超過 25％。這類合金屬于亞共晶合金鑄鐵，由馬氏體 +殘余奧氏體 +含有合金碳化物的萊氏體所組成。堆焊層硬度為 50HRC～60HRC，具有很高的耐磨料磨損性能，耐輕度沖擊，耐熱、耐蝕和抗氧化性也較好。主要用于有輕度沖擊的磨料磨損條件下工作的零件的堆焊，也用于保形接觸的粘著磨損零件的堆焊，如成型軋輥、切割刀具、刮板機等的堆焊。 ? ?奧氏體合金鑄鐵堆焊材料碳的質量分數(shù)為 ％～ ％，鉻的質量分數(shù)為 12％ ～ 28％．組織為奧氏體 +萊氏體共晶。其堆焊層硬度為 45HRC～ 55HRC，具有良好的耐低應力磨料磨損性能，耐腐蝕性和抗氧化性較好，能承受中等沖擊，對開裂和剝離的敏感性比馬氏體合金鑄鐵和高鉻合金鑄鐵堆焊層小，抗裂性能稍優(yōu)于馬氏體合金鑄鐵，適用于中度沖擊及低應力磨料磨損和腐蝕條件下工作的零件的堆焊。 ? 高鉻合金鑄鐵堆焊金屬碳的質量分數(shù)為 ％ 6％，鉻的質量分數(shù)為 15％ ～ 35％。這類合金又可根據W、 Mo、 Ni、 Si和 B等元素含量的多少分為奧氏體型、馬氏體型和多元合金強化型三類，它們的共同特點是含有大量初生的高硬度針狀 Cr7C3，大大提高耐低應力磨料磨損能力。由于高鉻合金鑄鐵堆焊金屬含有合金碳化物和硼化物，硬度高，耐磨性好，而且具有一定的耐熱、耐蝕和抗氧化性能，生產中應用很廣。但除了高鉻奧氏體合金鑄鐵耐中度沖擊外，其他的只能耐輕度沖擊。 ? 馬氏體合金鑄鐵堆焊層裂紋傾向大，不易加工，焊前應預熱，焊后緩冷。焊接方法有焊條電弧堆焊和氧 乙炔焰堆焊，但應注意碳的燒損和使用還原焰產生的增碳現(xiàn)象。 ? 奧氏體合金鑄鐵堆焊可用焊條電弧堆焊、采用藥芯焊絲的半自動或全自動的自保護或氣體保護電弧堆焊。為避免裂紋可用 Crl9NiSMn7型焊條堆焊過渡層，或工件預熱 400℃ ，焊后緩慢冷。 ? 高鉻合金鑄鐵堆焊方法有焊條電弧堆焊和氧一乙炔焰堆焊，也可用藥芯焊絲自動電弧堆焊。工件焊前預熱，焊后緩冷，以防止堆焊層開裂。 ? (二 )鎳基堆焊材料及工藝 ? 1．鎳基堆焊材料的成分與性能 ? 鎳基堆焊材料中除了高鎳堆焊材料用于鑄鐵堆焊時常作為過渡層外，其他常用鎳基堆焊材料是 NiCrBSi型、 NiCrMoW型以及近年來開發(fā)研制的 NiCrWSi(如 NDG2)和 NiMoFe(如 NiSiMo20Fe20)。 ? NiCrBSi型堆焊材料具有較低的熔點 (1040℃ )，較好的潤濕性和流動性，主要用于粉未等離子堆焊和氧 乙炔噴涂。堆焊層組織是奧氏體 +硼化物 +碳化物，有優(yōu)良的耐低應力磨料磨損和耐金屬間磨損性能，以及耐高溫、耐腐蝕和抗氧化性。但耐高應力磨料磨損性能和耐沖擊性能不好，常溫硬度52HRC， 540℃ 時 48HRC。 ? NiCrMoW型堆焊材料硬度低，加工性好。堆焊層組織是奧氏體 +金屬間化合物，堆焊層強度高，韌性好，耐沖擊，耐熱，可用作高溫耐磨零件堆焊。 ? 2．鎳基堆焊材料的應用 ? 鎳基堆焊材料比鐵基有更高的熱強度和更好的耐熱腐蝕性。但價格遠高于鐵基，故應用相當有限。只有要求堆焊層耐熱或耐腐蝕以及耐低應力磨料磨損時，才用鎳基堆焊材料。另外，鎳基堆焊材料比鈷基價廉，所以在許多場合可代替鈷基。在核能工程的閥門和各種密封件的堆焊中， Co、 B在輻照中會轉化為帶放射性的同位素，從而污染核設備的二次回路，使得代鈷無硼的鎳基堆焊材料獲得了一定的發(fā)展和應用。如 NDG2在很多性能上達到或優(yōu)于斯太利 Ni60鈷基堆焊材料， Ni377也有很好的抗粘著磨損性能，它們都是核容器密封面理想的堆焊材料。 ? 3．鎳基堆焊材料的堆焊工藝 ? 鎳基堆焊材料常用堆焊方法為焊條電弧堆焊、氧一乙炔噴涂、等離子堆焊和采
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