【正文】 (b) Armacor M. 30 從圖 2 。 圖 3，顯示了在兩 體磨料磨損 試驗(yàn)機(jī) 上用砂紙（ 120m）對(duì)涂層表面進(jìn)行磨損測(cè)試后的 磨損表面形貌 。 Armacor C 粉末涂層出現(xiàn)了大量清晰的 楔形 擦痕。 29 圖 2， 磨料磨損測(cè)試結(jié)果 圖 3 顯示了用粗砂紙（沙子粒度為 120μ m）的兩體磨料磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)涂層表面的形態(tài)磨損。失重是樣品旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的線性函數(shù)，而在 兩體磨料磨損試驗(yàn) 中，從 400 轉(zhuǎn)開始失重是旋 轉(zhuǎn)圈數(shù)的線性函數(shù)。（ a） armacor c ： 微觀 組織由 硼化鉻（ A 和 C），鐵和鎳固溶 體 （ B）， 最后凝固的 共晶（ D）組成 。 X 射線衍射圖案表明有 Cr2B 和 硼化物存在，同時(shí)在 X射線衍射圖案中我們沒有發(fā)現(xiàn)大量的非晶態(tài)組 織。中心區(qū)域周圍的硼化物隨機(jī)排列，而涂層表面附近的硼化物顆粒垂直于表面排列。值得注意的是 Armacor C 粉末涂層中的 硼化物顆粒比 Armacor M 粉末涂層中的細(xì)小。 回到散射電子圖象和 X 光元素映射顯示， 圖 1 中我們看到的暗點(diǎn)和 硼化物亮點(diǎn)組成相同 相。因此，我們可以認(rèn)為磨損表面的顯微組織相當(dāng)于圖 1 所示。圖片顯示的是近表面區(qū)域。雖然 Armacor C 粉末涂層熱影響區(qū)的硬度高于 Armacor M 涂層，但是 Armacor M 粉末涂層表面附近硬度約為 200HV 高于 Armacor C 涂層近表面硬度。 /min 的 Cu Kα靶子和 Ni 過(guò)濾器測(cè)量得到 X 射線衍射數(shù)據(jù) 。 用光學(xué)顯微鏡， X 射線衍射 (XRD)和具有 EDS 和 WDS 的掃描電子顯微鏡觀察涂層顯微結(jié)構(gòu)。在平行于分界面或底層的三個(gè)不同位置分別測(cè)量等離子弧焊涂層硬度：距涂層頂部 處，中間位置，分界面，熱影響區(qū) (HAZ)。用電 解腐蝕方法對(duì)代表性的試樣在含有100ml 水和 10gCrO3 的溶液中進(jìn)行腐蝕。每個(gè)試樣的三圈磨損的平均值也做了記錄。（用電極放電切割將等離子弧堆焊后的針切割成合適的磨損試樣 .）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了縮短達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間圓盤事先用 800 號(hào)的 SiC 砂紙打磨。用一個(gè)平直固定的針樣品（φ 8mm ，長(zhǎng) 15mm）摩擦節(jié)園直徑為 30 mm 的旋轉(zhuǎn)圓盤。實(shí)驗(yàn)步驟 ，除另有說(shuō)明外 ，均按照 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范程序 A 來(lái)進(jìn)行測(cè)試。每轉(zhuǎn)動(dòng) 3 圈平均失重達(dá)到 。用 海灘沙 來(lái)代替 渥太華標(biāo)準(zhǔn) 砂。 用 干砂橡膠輪 (DSRW)測(cè)試設(shè)備 [ 21 ]測(cè)量評(píng)價(jià)抗三體磨料磨損的性能。將每個(gè)被測(cè)試的樣品旋轉(zhuǎn) 2400 轉(zhuǎn)并且使樣品每 400 轉(zhuǎn)的失重達(dá)到 重量損失換算成體積損失（磨損率） ，同時(shí)考慮涂層的密度，假設(shè)等離子弧焊涂層的密度相當(dāng)于供給粉末 的密度并且在堆積層中沒有孔隙。用 120 號(hào)的砂紙進(jìn)行打磨 . 磨痕寬度 為 12 毫米。經(jīng)過(guò)加工用于磨損實(shí)驗(yàn)的涂層厚度約為 3mm. 26 表 2 等離子轉(zhuǎn)移弧焊實(shí)驗(yàn)參數(shù) 參數(shù) 條件 間隙（ mm） 15 初始?xì)饬鳎?1/min） 載氣流（ 1/min） 4 保護(hù)氣體（ 1/min） 25 粉末供給速率（ rpm） 15 電弧電流 (A) 180 移動(dòng)速率 (cm/min) 8 擺動(dòng)速率 (cm/min) 90 擺動(dòng)寬度（ mm） 20 預(yù)熱溫度（℃） 300 磨料磨損試驗(yàn) 用 Sugaru 磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行兩體磨料磨損試驗(yàn) 。選用 15 毫米厚的 軸承鋼 (SUJ2)作為母材。其最基本的特征如表 1 所示。 2 實(shí)驗(yàn)步驟 涂層制備 合金粉末 armacor C 和 armacorM 被用作變質(zhì)合金，鐵－鉻－硼為基體的氣體霧化粉末在商業(yè)上已得到應(yīng)用。 這篇文章報(bào)告 了 所謂的經(jīng)過(guò)等離子弧焊加工的變質(zhì)合金層的性能，磨料磨損， 針 磁盤干滑動(dòng)磨損性能 。 Jin 等人解釋這種結(jié)晶向非晶的轉(zhuǎn)變發(fā)生在固態(tài)磨損的非晶反應(yīng)階段。最近利用電子顯微鏡分析方法證實(shí)這種馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在最初的磨損表 面。 在單位載荷作用下導(dǎo)致硬度的增加，在此處會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非晶表面層。 最近一段時(shí)間， 用 變質(zhì)改造 技術(shù)生產(chǎn)的非晶表面 層產(chǎn)品已經(jīng) 商業(yè)化。 等離子體轉(zhuǎn)移弧焊縫堆焊過(guò)程中，其 有 兩個(gè)獨(dú)立的弧線（即 非轉(zhuǎn)移 電弧作為試點(diǎn)弧和轉(zhuǎn)移弧作為一項(xiàng)主要弧） ， 表現(xiàn)出一些 優(yōu)勢(shì)，例如 與其他 焊縫堆焊 方法相比具有低 的 稀釋和高度 的可 重復(fù)性 。 鐵基涂層 1 導(dǎo)言 采用高密度能源 的 堆焊技術(shù)，如電弧和激光，為了提高材料表面 的 耐磨性和耐腐蝕性已得到了廣泛的應(yīng)用 。磨損 。用 X 光衍 和表面磨損方法對(duì)堆焊層進(jìn)行分析沒有發(fā)現(xiàn)大量的 非晶相 表明在磨損過(guò)程中 結(jié)晶 非晶 轉(zhuǎn)化階段沒有發(fā)生。 銷 磁盤干滑動(dòng)磨損試驗(yàn) 中針的 磨損率是隨著磁盤硬度 的 增加 而增加 。結(jié)果表面，由于armacor M 具有更高的硬度和更多的硼化物顆粒，因此在各種 磨損測(cè)試研究中表現(xiàn)出比armacor C 更好的耐磨性。用 銷 磁盤干滑動(dòng)磨損試驗(yàn)以及三體磨料和兩體磨料磨損試驗(yàn) 對(duì)兩種不同堆焊層的磨損性能進(jìn)行研究。解決辦法：自己配制合適的腐蝕劑 。 3 研究工作進(jìn)度 安排 序號(hào) 時(shí)間 內(nèi)容 1 2021 年 10 月 — 12 月 查閱資料 2 2021 年 1 月 寫文獻(xiàn)綜述 3 2021 年 1 月 外文翻譯 4 2021 年 3 月 — 4 月 15 日 高頻堆焊試驗(yàn) ， 磨、拋光、腐蝕試樣 拍金相照片 5 2021 年 5 月 畢業(yè)論文的撰寫 6 2021 年 5 月 畢業(yè)論文的修改 7 2021 年 6 月 10 日 畢業(yè)論文的打印、裝訂 8 2021 年 6 月 11 日 畢業(yè)論文的答辯 4 參考文獻(xiàn)： [1] 吳振卿，張治青 . 高鉻鑄鐵復(fù)合耐 磨層耐磨性能的研究 . 鑄造設(shè)備研究 , 2021 .2 [2] 沙成斌，湯文博 ，孫玉福 ，劉榮，崔金鶴 . 熔劑對(duì)高頻熔覆耐磨覆層工藝性能的影響 . 熱加工工藝； 2021 年第 35 卷第 15 期 [3] 王娟 . 表面堆焊及熱噴涂技術(shù) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 , [4] 楊威 魏建軍 黃智泉 . Fe—Cr—C 系高碳高鉻耐磨堆焊合金微觀組織分析 . 焊接學(xué)報(bào)2021 年 3 期 指導(dǎo)教師： 學(xué) 生： 2021 年 1 月 5 日 21 附件 3： 鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )計(jì)劃進(jìn)程表 （ 由 學(xué)生填寫 ） 學(xué)生姓名 楊麒 學(xué)號(hào) 20210850226 教師姓名 吳振卿 職稱 教授 題 目 高鉻鑄鐵高頻堆焊工藝及性能的研究 周 次 工 作 內(nèi) 容 18 周 910 周 1112 周 1316 周 1720 周 2122 周 查閱資料 寫文獻(xiàn)綜述 外文翻譯 準(zhǔn)備材料及堆焊試樣 磨、拋光、腐蝕試樣 拍金相照片 畢業(yè)論文的撰寫 畢業(yè)論文的修改 畢業(yè)論文的答辯 畢業(yè)論文的打印、裝訂 22 附件 4： 鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )中期檢查表 院（系）：材料科學(xué)與工程學(xué) 院 題 目 高鉻鑄鐵高頻堆焊工藝及性能的研究 導(dǎo)師姓名 吳振卿 職稱 教授 學(xué)生姓名 楊麒 學(xué)號(hào) 20210850226 專業(yè) 材料成型與控制工程 一、階段性成果 （ 1） 用高頻堆焊工藝在 Q235 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板上復(fù)合一層高鉻鑄鐵耐磨層， 由這種工藝獲得的復(fù)合材料具有基體的強(qiáng)韌性和表層的耐磨性，焊層與基體間熔合良好， 熔深淺、稀釋率低，高頻堆焊工藝加熱快，效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)。 為了上述目標(biāo)的完成，本課題將進(jìn)行如下的研究?jī)?nèi)容：本文系統(tǒng)研究了高鉻鑄鐵高頻堆焊下不同組織、成分的高鉻鑄鐵堆焊層的耐磨性能。因此，在零件表面堆焊一層耐磨層是解決這一問題的重要方法，這樣即能滿足零件對(duì)韌性的要求又能使零件表面具有很好的耐磨性 。 成果 形式 論文 成果 價(jià)值 科 室 審 題 意 見 負(fù)責(zé)人簽字 : 年 月 日 學(xué) 院 審 批 意 見 主管院長(zhǎng)簽字 : 年 月 日 20 附件 2 鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告表 院（系）： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 類別：論文 課題名稱 高鉻鑄鐵高頻堆焊工藝及性能的研究 導(dǎo)師姓名 吳振卿 職 稱 教授 學(xué)生姓名 楊麒 學(xué) 號(hào) 20210850226 專業(yè) 材料成型與控制工程 開題報(bào)告內(nèi)容： 1 選題依據(jù)及目的 目前 ,機(jī)械零件大多數(shù)是用金屬材料制造的 ,在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生磨損。 特 色 通過(guò)采用雙金屬?gòu)?fù)合，同時(shí)滿足機(jī)械零件對(duì)韌性和耐磨性的要求。 目 標(biāo) 和 要 求 通過(guò)比較亞共晶、共晶、過(guò)共晶組織高鉻鑄鐵的耐磨料磨損能力，找出耐磨料磨損性能最好的高鉻鑄鐵組織。因此 ,硬質(zhì)相和基體的良好匹配能夠有效地 抵抗磨料磨損 ,從而獲得很 好 的耐磨性能。高鉻鑄鐵中的硬質(zhì)相是碳化物 ( ) 7C3 ,其晶體呈粗大六角長(zhǎng)棒狀立體形態(tài) ,碳化物晶體存在不同生長(zhǎng)缺陷而不能結(jié)晶成規(guī)則的六角晶體外形。在過(guò)共晶成分的高鉻鑄鐵中，持續(xù)增加其 C、 Cr含量時(shí)硬度有所提高，但變化不大。 （ 2）與亞共晶和共晶成分的高鉻鑄鐵相比，過(guò)共晶高鉻鑄鐵耐磨復(fù)合層具有較好的耐磨料磨損和較好的工藝性能。 16 圖 7 號(hào)試樣的金相組織 Metallographic structure of sample 17 4 結(jié)論 （ 1）用高頻堆焊工藝在 Q235 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板上復(fù)合一層高鉻鑄鐵耐磨層， 由這種工藝 獲得的復(fù)合材料具有基體的強(qiáng)韌性和表層的耐磨性，焊層與基體間熔合良好， 熔深淺、稀釋率低， 高頻堆焊工藝 加熱快，效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn) 。 因此從宏觀上提高復(fù)合層的韌性，降低復(fù)合層的硬度。 碳化物含量（ %） 約為 %，一方面，由于其 Cr含量較高，降低了馬氏體 轉(zhuǎn)變溫度， Ms點(diǎn)較低，增加了組織中的殘余奧氏體量。由于其六方柱狀型碳化物 73MC增加，提高了組織的致密度，使硬度增加，試樣的耐磨性能有所提高 約為 。 15 圖 5號(hào)試樣的金相組織 Metallographic structure of sample 6號(hào)試樣合金復(fù)合層碳當(dāng)量 CE約為 %， 為過(guò)共晶高鉻鑄鐵，組織為過(guò)共晶組織。與 4號(hào)試樣相比， 其初生柱狀 73MC型碳化物 增 加。 圖 4號(hào)試樣的金相組織 Metallographic structure of sample 5號(hào)試樣復(fù)合層碳當(dāng)量 CE約為 %， 為過(guò)共晶高鉻鑄鐵，組織為過(guò)共晶組織。由于除共晶組織外，組織中出現(xiàn)了部分粗大六方柱狀初生 73MC型碳化物，因此復(fù)合層硬度大大提高，達(dá)到 。 14 圖 3號(hào)試樣的金相組織 Metallographic structure of sample 4號(hào)試樣復(fù)合層 碳當(dāng)量 CE約為 %， 為過(guò)共晶高鉻鑄鐵，組織為過(guò)共晶組織。由于碳化物數(shù)量增加后，高硬抗磨骨架相增多，基體軟相奧氏體相的數(shù)量減少，且基體中有一定數(shù)量的馬氏體。 圖 2號(hào)試樣的金相組織 Metallographic structure of sample 3號(hào)試樣復(fù)合層碳當(dāng)量 CE約為 %， 為共晶高鉻鑄鐵，組織為共晶組織。 13 圖 1號(hào)試樣的金相組織 Metallographic structure of sample 2號(hào)試樣合金復(fù)合層碳當(dāng)量 CE=w(C)+0． 05［ w(Cr)］ =%+*%=%， 為亞共晶 高鉻鑄鐵，組織為亞共晶組織。由于碳化物的數(shù)量較少且基體為奧氏體組織 。 由于