高鉻鑄鐵藥芯焊絲的堆焊組織分析

時間：2020-01-05

高鉻鑄鐵藥芯焊絲的堆焊組織分析

高鉻鑄鐵藥芯焊絲堆焊組織一般由馬氏體、M7C3 型碳化物及殘余奧氏體構成，其堆焊層表面具有較高的硬度和耐磨性。HL系列高鉻鑄鐵藥芯焊絲制作過程采用H08A 薄鋼帶作為外皮，藥芯中分別添加高碳鉻鐵、高碳錳鐵、硅鐵、片狀石墨以及釩鐵等合金粉末。分別選用Y-Ni4 鑄鐵、65Mn 鋼、40Cr 鋼、灰口鑄鐵作為基體試樣，利用YM600KH 型焊機進行手工堆焊。

由圖1 可知, 高鉻鑄鐵藥芯焊絲的堆焊金屬硬度達到60 HRC 以上。各種基體中，Y-Ni4 鑄鐵硬度是較高的，但在熔合區(qū)附近其硬度有所降低，這可能與焊接時的回火軟化有關。在二次加熱情況下，過飽和的碳將向晶界擴散，并與鉻形成碳化物沉淀于晶界，使晶粒內(nèi)部的鉻產(chǎn)生供不應求現(xiàn)象，從而導致靠近晶界的薄層嚴重缺鉻。從圖1 中還可看出，灰口鑄鐵、40Cr 鋼和65Mn 鋼的硬度從母材到堆焊層呈上升趨勢。

圖2 為高鉻鑄鐵藥芯焊絲堆焊金屬的X 射線衍射分析結果，結合顯微組織照片可以看出，堆焊金屬中主要為M7C3型碳化物、馬氏體以及少量殘余奧氏體。

從圖3a 中可見Y-Ni4 高鉻鑄鐵藥芯焊絲試樣斷口較為平滑，熔合區(qū)結合得比較好，沒有明顯的熔合線。其斷裂方式主要為解理斷裂，且堆焊金屬、熔合區(qū)及基體都有較多裂紋存在。從圖3b 可見65Mn 鋼與高鉻鑄鐵藥芯焊絲堆焊金屬結合不如Y-Ni4 鑄鐵，但65Mn 鋼基體主要是以韌窩狀斷裂為主，伴有準解理斷裂，韌性較Y-Ni4 鑄鐵要好，在熔合區(qū)沒有明顯的裂紋及其它缺陷。從圖3c 可見40Cr 鋼基體和堆焊金屬斷裂方式明顯有差別，基體為韌窩狀斷裂，伴有準解理斷裂。而堆焊金屬是解理斷裂且熔合區(qū)比較窄，在堆焊金屬熔合區(qū)和基體上存在著一些裂紋。從圖3d 可見灰口鑄鐵基體和堆焊金屬都較脆，斷裂方式主要是解理狀,且熔合區(qū)比較疏松，氣孔較多。

高鉻鑄鐵藥芯焊絲堆焊金屬硬度在60HRC 以上，堆焊金屬組織主要為馬氏體及M7C3 型碳化物。由金相及掃描結果可知， Y-Ni4 鑄鐵作為基體，熔合較好，堆焊層和基體硬度都較高，但熱影響區(qū)存在裂紋，所以適合應用在抗沖擊力小的耐磨場合； 65Mn 鋼作為基體時，熔合較好，且基體不存在裂紋，而65Mn 鋼基體韌性比較好，因此可用在表面要求耐磨，而內(nèi)部要有足夠韌性的場合。

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