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镍-钨合金的腐蚀磨损机理研究摘要：镍-磷合金的耐磨性可以通过加入钨来改善，然而，如何添加钨来影响合金的腐蚀磨损特性还不是很清楚。
因此，通过电沉积制备Ni–W–P合金并用于摩擦实验。
合金的腐蚀磨损性能，在制备态和热处理状态下，在去离子水和质量分数为3.5%的氯化钠溶液中，采用一种浸矿球的磁盘装置来研究。
这种球形材料是铬轴承钢的热处理的。
在去离子水和质量分数为3.5%的氯化钠溶液中，合金在400℃热处理后具有最小磨损率。
在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中，热处理的合金显示凹痕和腐蚀磨损。
制备的镍-钨合金，表现出均匀的腐蚀。
其主要的磨损过程是腐蚀性磨损，在量分数为3.5%的氯化钠溶液中显示出粘着磨损。
在去离子水中，Ni–W–P合金的磨损主要是否准备或热处理。
Ni–W–P合金的磨损和腐蚀之间存在协同效应，制备态和热处理状态在盐溶液中测试的时候也表现这种情况。
引言腐蚀磨损行为是指机械磨损和化学腐蚀或电化学腐蚀造成的材料损耗。
它广泛存在于煤炭开采设备，石油化工和电力工业等的服务流程。
由于腐蚀和磨损造成的材料破坏，导致了国民经济的巨大损失。
作为20世纪60年代出现的一门学科摩擦和磨损，近年来关于腐蚀磨损的话题出现了越来越多的问题。
由于其危害性大、危害性大，引起了人们的关注。
由腐蚀引起的材料失效，磨损不仅是静态腐蚀和机械磨损的总和，而是远远大于它们的总和。
有大量的研究工作已经报道了腐蚀磨损的协同效应。
李对使用环块试验机设备在NaCl溶液中研究Ni–P镀层腐蚀和磨损之间的协同作用。
孙对AISI 304不锈钢的腐蚀磨损行为的单向滑动在0.5 M NaCl溶液用销-盘摩擦磨损试验机和电化学控制恒电位仪进行了研究。
Bateni用销盘摩擦磨损试验机研究碳钢或304不锈钢在质量分数为3.5%的NaCl溶进行磨损和腐蚀磨损试验。
东在纯净水和不同浓度的过氧化氢（H2O2）溶液下使用MMW-1摩擦磨损试验机研究了Al2O3陶瓷/钢摩擦副的摩擦磨损性能。
Fe-Cr-B系耐磨堆焊合金组织与性能研究的开题报告一、研究背景随着工业化的发展，机械设备的使用率也在不断提高，特别是在矿山、冶金、建筑等行业，对机械设备的要求尤为高。
这些行业的机械设备往往会受到高温、高压、高磨损等严峻环境的影响，需要具备耐磨、耐腐蚀、耐高温等特性。
因此，开发高性能的耐磨材料已成为这些行业中的一个研究热点。
Fe-Cr-B系合金是一种由铁、铬和硼等元素组成的合金，具有优异的耐磨性能，特别是抗磨损性能。
这种合金可以通过堆焊的方式应用在机械设备的部件表面，提高其耐磨性能，延长设备的使用寿命。
因此，对Fe-Cr-B系耐磨堆焊合金的研究具有重要的意义。
二、研究内容本课题将主要研究Fe-Cr-B系耐磨堆焊合金的组织与性能，包括以下方面：1.制备Fe-Cr-B系堆焊合金样品利用真空感应熔炼技术，在惰性气体气氛下制备不同成分比例的Fe-Cr-B系堆焊合金样品，制备好的样品进行金相观察和硬度测试。
2.考察Fe-Cr-B系堆焊合金组织结构与相变规律采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对制备好的Fe-Cr-B系堆焊合金样品进行微观组织表征，研究其组织结构与相变规律。
3.研究Fe-Cr-B系堆焊合金的力学性能与耐磨性能采用万能试验机对制备好的Fe-Cr-B系堆焊合金样品进行拉伸试验和冲击试验，测试其机械性能；采用磨损试验机测试其耐磨性能，研究其耐磨机理与影响因素。
三、研究意义通过对Fe-Cr-B系耐磨堆焊合金的组织与性能进行研究，可以深入了解该材料的力学性能与耐磨性能，为其在机械设备表面耐磨处理方面的应用提供科学依据。
与此同时，本研究也有望为其他具有相似组成的合金的研究提供参考和借鉴。
镍钢复合材料的摩擦磨损性能研究摩擦磨损是材料工程中一个重要的研究方向，特别是对于复合材料来说。
本文将探讨镍钢复合材料的摩擦磨损性能，并且分析影响其磨损性能的因素。
首先，我们需要了解镍钢复合材料的组成和制备过程。
镍钢复合材料通常由镍层和钢层构成，其中镍层负责提供抗腐蚀性能，钢层则提供强度和刚度。
制备过程通常涉及电镀、化学气相沉积或热压等方法。
在摩擦磨损性能研究中，我们主要关注以下几个方面：摩擦系数、磨损速率、损伤机制和表面特征。
首先，摩擦系数是表征摩擦行为的重要参数。
摩擦系数较高可能导致摩擦表面温升和能量损失增加。
通过实验测试，可以得到镍钢复合材料的摩擦系数，并通过对比不同条件下的结果，分析影响摩擦系数的因素，如载荷、摩擦速度和温度等。
其次，磨损速率是评估材料耐磨性能的关键指标。
通过磨损试验，可以测量镍钢复合材料的磨损量，并计算磨损速率。
磨损试样的制备和试验条件的选择将直接影响磨损速率的结果。
同时，需要分析磨损机理，比如表面剥落、疲劳磨损、氧化磨损等，以了解不同磨损机制对性能的影响。
损伤机制也是研究镍钢复合材料摩擦磨损性能的重要方面。
常见的损伤机制包括磨粒磨损、表面疲劳和温度升高引起的热裂纹等。
通过显微观察和材料分析技术，可以探究不同损伤机制的出现原因，并提出相应的改进措施。
最后，表面特征是分析镍钢复合材料摩擦磨损性能的重要依据。
使用扫描电镜（SEM）和其他表面分析技术，可以观察到摩擦表面的形貌变化、微观损伤和表面氧化等特征。
这些观察结果可以帮助我们深入了解摩擦磨损的机理，并提出相应的改进方案。
除了以上方面的研究，还可以考虑其他因素的影响，例如材料成分、制备工艺、表面处理以及使用环境等。
通过系统研究，我们可以优化镍钢复合材料的摩擦磨损性能，提高其使用寿命和可靠性。
总之，镍钢复合材料的摩擦磨损性能是一个重要的研究方向。
通过对摩擦系数、磨损速率、损伤机制和表面特征等方面的研究，可以建立完备的评价体系，并为进一步探索优化材料性能的途径提供指导。
电火花沉积Ni基合金涂层的摩擦磨损特性
金君;董晨竹;徐东;高玉新
【期刊名称】《表面技术》
【年(卷),期】2011(40)6
【摘要】利用电火花沉积技术,在调质45钢表面制备了Ni基合金涂层,研究了涂层的组织结构及摩擦磨损特性。
结果表明:涂层组织致密,与基体实现了良好的冶金结合;涂层的物相为γ-(Ni,Fe),M7C3,CrB,Ni3Si。
涂层的硬度为基体的2倍,而基体的磨损体积为涂层的3.6倍。
涂层中硬质相的弥散强化及晶粒细化是涂层硬度及耐磨性能提高的主要因素。
涂层的磨损机理为疲劳磨损和磨粒磨损。
【总页数】3页(P32-34)
【关键词】电火花沉积;Ni基合金涂层;耐磨性能;45钢
【作者】金君;董晨竹;徐东;高玉新
【作者单位】台州学院机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.44
【相关文献】
1.CrNi3MoVA钢表面电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦磨损性能 [J], 杨君宝;郭秋萍;赵博远;金浩;郭策安;张健
2.宽带激光熔覆WCP/Ni基合金梯度复合涂层组织与摩擦磨损特性 [J], 刘其斌;朱维东;邹龙江;王存山;夏元良
3.炮钢表面电火花沉积钨合金涂层的摩擦磨损性能 [J], 张贺;李冬敏;梁振刚
4.炮钢表面电火花沉积钨合金涂层的摩擦磨损性能 [J], 张贺;李冬敏;梁振刚
5.感应熔覆原位自生TiCp/Ni基合金复合涂层组织与摩擦磨损特性 [J], 王振廷;陈华辉;王永东
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TiC对Ni35A堆焊层组织及摩擦磨损性能的影响徐强;何芹;王艳;姚先国【摘要】利用等离子弧对Ni35A及加入10％TiC的Ni35A预压块体进行堆焊试验,借助金相显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计及摩擦磨损试验机研究堆焊层组织及磨损性能.结果表明,堆焊层主要由(Fe,Ni)固溶体组成,加入TiC粉末后,堆焊层含硬质相Ni3Ti及TiC,合金晶粒明显细化;焊层硬度增加,表层硬度提高了73％;磨痕深度、磨痕宽度、磨损量较Ni35A堆焊层的分另降低了38.9％、25.0％、57.6％.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)007【总页数】4页(P33-36)【关键词】等离子弧;堆焊;金相组织;耐磨性【作者】徐强;何芹;王艳;姚先国【作者单位】西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039;西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039;西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039;西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039【正文语种】中文【中图分类】TG455摩擦与磨损是在两个或以上物体表面相互接触并相对运动时出现的一种普遍现象。
如何提高材料耐磨性，延长材料使用寿命成为研究的主要方向。
为提高材料耐磨性，科研工作者做了大量工作，如表面渗碳渗氮、激光表面改性、火焰及等离子喷涂等[1-5]，并且获得了良好的效果。
等离子弧堆焊具有节能、高效、廉价且可获得较厚改性层的优点，自熔性镍基合金粉末因其良好的性能和经济效益成为材料表面耐磨改性的首选，结合两者优势，制备经济高效耐磨堆焊层对工程应用具有重大意义。
Ni35A是自熔性、润湿性和喷焊性都很好的中等硬度镍铬硼硅合金粉末。
其喷焊层具有耐蚀、耐磨、耐热等特点，可用于小能量多冲击条件下的冲头、汽门、齿轮面等修复和预防性保护。
本研究采用镍基合金粉末Ni35A，并在其中加入10％TiC，利用等离子弧堆焊的方法，在低碳钢Q235A上制备堆焊层，综合分析其性能。
阀门密封面堆焊材料综述魏巍（华东理工大学，上海200237）摘要：从研究阀门密封面堆焊材料的必要性出发，对阀门密封面堆焊材料进行全面讨论。
对我国阀门密封面堆焊材料的发展史及研究现状进行了总结概括。
通过对阀门密封面时效机理与堆焊材料实验方法的分析，提出了堆焊材料的选择原则。
通过阐明需解决的关键问题，提出了堆焊材料研究的发展放向。
关键词：阀门；密封面；堆焊；堆焊材料引言阀门在国民经济各项领域中有着广泛的作用，有流体输送、的工况就有管道，有管道的地方必然有阀门，在石油、天然气、化工、煤碳、给排水、供热、农田排灌、冶金、火电，核电以至军工等系统中都大量使用阀门。
因此阀门是国家经济建设和国防建设不可缺少的重要机械产品，为了实现阀门的有效控制，阀门的安全性和可靠性是十分重要的，阀门应具有选材合理，强度可靠，密封稳定，动作灵敏等基本要求与功能，只有选材合理，强度可靠，才能保证阀门耐工况介质的腐蚀和适用工作温度和压力，强度不可靠与动作不灵敏都可能会造成阀门本身或系统的破坏而产生重大事故以致人身伤亡，密封性能的不稳定将直接影响阀门的寿命而产生介质的内泄或外漏，会造成经济损失与环境污染。
阀门密封面质量是影响阀门寿命的主要因素之一。
为了提高阀门产品的使用寿命，许多国家都在密封面材料的研究方面狠下功夫。
1、我国阀门密封面堆焊材料的发展史及研究现状我国阀门密封面堆焊材料和堆焊工艺研究是从60年代初开始的。
随着大庆油田的开发，阀门需要量骤增。
油田用户普遍反映阀门存在两大质量问题。
一是密封面质量不高，表现为内漏，造成许多重大质量事故；二是阀门填料质量不好，表现为外漏。
短期报废的阀门堆积如山，给油田的开发造成了巨大损失。
70年代初，原第一机械工业部向有关研究单位和阀门厂下达了阀门基础件——阀门密封面寿命攻关计划。
从此阀门堆焊材料，工艺性能试验方法的研究有了迅速发展。
阀门生产初期中温中压密封面多采用 18—8不锈钢焊条堆焊，认为它抗腐蚀}生能好，能满足阀门油、汽、水介质的使用需要。
堆焊625焊材是一种高强度、耐腐蚀的镍基合金焊材，其组分主要包括以下成分：
1. 镍（Ni）：镍是堆焊625焊材的主要组分，通常占据了焊材的大部分比例。
镍具有出色的耐腐蚀性能和高温强度，使其成为耐蚀合金的重要成分。
2. 铬（Cr）：铬是另一个主要组分，其含量一般在20%至23%之间。
铬的加入提高了焊材的耐腐蚀性，尤其是对酸性和碱性介质的抗腐蚀能力。
3. 钼（Mo）：钼的含量通常在8%至10%之间。
钼的加入可以增加焊材的强度和耐热性能，提高其抗蚀性和耐氧化性。
4. 铁（Fe）：铁是堆焊625焊材的次要成分，它的含量较低。
铁的主要作用是提供焊缝的强度，但同时也会降低焊材的耐腐蚀性。
此外，堆焊625焊材还可能含有其他元素，如铝（Al）、钛（Ti）、钽（Ta）、锆（Zr）等，这些元素的添加可进一步改善焊材的性能。
需要注意的是，不同厂家生产的625焊材可能会有细微的组分差异，因此在选择和使用焊材时，最好参考具体的产品规格和生产厂家的指导。
堆焊材料介绍一、堆焊金属类型堆焊金属类型指的是在堆焊过程中使用的金属材料类型。
常见的堆焊金属类型包括铁基、镍基、钴基等。
铁基堆焊金属具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于机械制造、矿山设备等领域。
镍基堆焊金属具有优异的耐高温性和耐腐蚀性，适用于化工设备、航空航天等领域。
钴基堆焊金属具有高硬度和高耐磨性，适用于工具制造、医疗器械等领域。
二、堆焊合金体系堆焊合金体系是指堆焊材料中包含的主要合金元素。
常见的堆焊合金体系包括Cr基、Ni基、Mo基等。
Cr基合金具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于不锈钢堆焊和耐腐蚀堆焊。
Ni基合金具有优异的耐高温性和耐腐蚀性，适用于高温和腐蚀环境下的堆焊。
Mo基合金具有高硬度和高耐磨性，适用于耐磨和抗腐蚀的堆焊。
三、堆焊工艺方法堆焊工艺方法是指在进行堆焊操作时所采用的技术和工艺。
常见的堆焊工艺方法包括电弧堆焊、气体保护堆焊、感应堆焊等。
电弧堆焊是利用电弧作为热源进行堆焊，具有高效、节能、易于操作等优点，但易受到热输入和焊接规范的影响。
气体保护堆焊是在保护气体笼罩下进行堆焊，以防止氧化和污染，适用于复杂形状和精密部件的堆焊。
感应堆焊是利用电磁感应产生的热进行堆焊，适用于薄板和高速钢的堆焊。
四、堆焊应用领域堆焊材料广泛应用于各个领域，如机械、汽车、船舶、建筑等。
在机械制造领域，堆焊技术可用于修复和增强机械设备的使用性能，提高设备的工作效率和寿命。
在汽车制造领域，堆焊技术可用于修复和强化汽车零部件，提高汽车的燃油效率和安全性。
在船舶制造领域，堆焊技术可用于修复和强化船体结构，提高船舶的航行性能和耐久性。
在建筑领域，堆焊技术可用于修复和强化钢筋结构，提高建筑物的抗震性能和安全性。
五、堆焊材料发展趋势随着科学技术的不断发展和新材料的应用，堆焊材料的发展趋势也在不断变化。
新型材料的研发和新技术的应用将进一步推动堆焊材料的发展。
例如，纳米技术应用于堆焊材料制造，可提高材料的性能和稳定性；新型耐磨材料的研发将有助于提高堆焊工件的耐磨性和耐腐蚀性；绿色环保材料的推广将促进堆焊行业的可持续发展。
Mo含量对Mo-Ni-B堆焊合金组织和性能的影响温永策;孙俊生;焦恩理;李正阶;赵乐平【摘要】设计制备了Mo-Ni-B系合金粉块新材料,采用TIG堆焊工艺在Q235钢基体上制备Ni基三元硼化物堆焊合金.研究了合金粉块中Mo含量对三元硼化物堆焊合金层组织、物相、硬度、耐磨性、耐蚀性的影响.结果表明,堆焊金属主要由三元硼化物Mo2M'B2、MoNi4、Mo5(B、Si)3、γ-(Fe,Ni,Mo,Cr)等相组成;Mo含量对堆焊合金的显微组织有较大影响;随着合金粉块中Mo含量的增加,堆焊合金和三元硼化物的显微硬度均明显下降;在所研究堆焊合金中,M0 44.18％的耐蚀性最好,M0 37.53％的堆焊合金的耐磨性能是Q235钢的27.7倍.%New alloy powder blocks with Mo-Ni-B system were designed.Ni-based ternary boride deposited alloys were fabricated on Q235 steel substrates using argon arc welding process.Effect of Mo content onmicrostructure,phase,hardness,wear resistance and corrosion resistance of ternary boride deposited alloy was studied.The results show that the deposited metals consisted of ternary boride phases,such asMo2M'B2,MoNi4,Mo5(B、Si)3,γ-(Fe,Ni,Mo,Cr),etc.Besides,Mo content has a great influence on the microstructure of deposited metals.In this study,the alloy with 44.18％ Mo content has the best corrosion resistance and the wear resistance of alloy with 37.53％ Mo content is 27.7 times higher than Q235 steel.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2017(000)013【总页数】6页(P54-59)【关键词】三元硼化物;TIG堆焊;组织性能【作者】温永策;孙俊生;焦恩理;李正阶;赵乐平【作者单位】山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南250061;江苏德龙镍业有限公司,盐城224000;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南250061;江苏德龙镍业有限公司,盐城224000;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南250061;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南250061;江苏德龙镍业有限公司,盐城224000;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南250061【正文语种】中文Mo-Ni-B三元硼化物基金属陶瓷具有优良的耐蚀、耐磨、耐氧化性及较高的硬度和熔点，广泛应用于防弹体、辊道、阀门、注塑机、热挤压机等耐磨耐蚀领域[1-3]，烧结是常用的制备方法。
Fe-Mn-Cr-Mo-V系抗冲击磨料磨损堆焊材料刘政军;宗琳;孙景刚;慈洪钢;宋兴奎【期刊名称】《焊接学报》【年(卷),期】2008(029)011【摘要】采用H08A焊芯,研制的TKCE50焊条与传统的高锰钢焊条D256进行对比分析,通过冲击磨损试验,硬度测试及金相显微分析,系统研究了堆焊层的硬度、耐磨性、抗冲击后的加工硬化程度以及各种合金元素对堆焊层性能的影响规律.结果表明,所研制的Fe-Mn-Cr-Mo-V系堆焊焊条具有较高的韧性、抗裂性及优异的加工硬化性能,抗冲击磨料磨损性能十分突出;随着Cr,Mo,V元素含量的增加,堆焊层金属端面硬度增加,达到一定值后,其增加变缓.冲击9 000次后,加工硬化达到极限,此时的堆焊层金属磨损失重最小,耐磨性最好.【总页数】4页(P97-99,104)【作者】刘政军;宗琳;孙景刚;慈洪钢;宋兴奎【作者单位】沈阳工业大学,材料科学与工程学院,沈阳,110023;沈阳工业大学,材料科学与工程学院,沈阳,110023;沈阳化工学院,机械工程学院,沈阳,110142;沈阳工业大学,材料科学与工程学院,沈阳,110023;沈阳工业大学,材料科学与工程学院,沈阳,110023;沈阳工业大学,材料科学与工程学院,沈阳,110023【正文语种】中文【中图分类】TG422.1【相关文献】1.抗冲击耐磨损堆焊材料的耐磨行为 [J], 刘政军;卢大勇;尹奕君;曾谢波;万谦2.抗冲击磨损奥氏体堆焊材料 [J], 刘政军;刘臣;孙景刚;李永奎3.中铬奥氏体合金抗冲击磨损堆焊材料 [J], 孟庆森;姚全富4.团球状共晶体奥氏体-贝氏体钢抗冲击磨料磨损行为 [J], 许振明;周尧和;姜启川;何镇明5.合金元素对抗冲击磨损堆焊材料性能的影响 [J], 刘政军;刘铎;苏允海;程江波;李永奎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
镍、钼、铬、钛以及铁合金等原料的基本知识镍是一种银白色的金属，具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性，因此被广泛用于制造不锈钢、合金钢、电池等。
镍也是一种重要的合金元素，可以提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
钼是一种灰色的金属，具有高熔点和高硬度。
钼主要用于制造合金钢、高温合金、石墨增强的材料等。
钼合金具有良好的热稳定性和耐腐蚀性，被广泛应用于航空航天、电子器件、化工等领域。
铬是一种银白色的金属，具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。
铬主要用于制造不锈钢、合金钢、电镀层等。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性，被广泛应用于制造厨具、建筑材料、化工设备等。
钛是一种银灰色的金属，具有良好的耐腐蚀性和密度轻的特点。
钛主要用于制造航空航天器、船舶、医疗植入物、化工设备等。
由于其优良的性能，钛合金被广泛应用于高端领域。
铁合金是以铁为基础，同时加入其他金属元素制成的合金。
铁合金主要包括铸铁、合金钢等。
铸铁主要用于机械零件、汽车零部件、建筑结构等。
合金钢具有良好的硬度、耐热性和耐磨性，被广泛用于机械制造、建筑工程、刀具制造等领域。
总的来说，镍、钼、铬、钛以及铁合金等原料在各个工业领域都有着重要的应用价值，对于推动工业发展和改善人们生活起着重要作用。
很高兴继续和您探讨有关金属原料的相关知识。
在现代工业领域中，镍、钼、铬、钛以及铁合金等原料的应用十分广泛。
这些金属原料因其优良的性能，被各行各业广泛应用，对于推动工业发展、提高产品性能、改善人们的生活质量都发挥着重要的作用。
首先来说说镍。
镍是一种重要的金属原料，主要用于制造不锈钢、合金钢、合金铸件等。
不锈钢中加入镍，可以提高其抗腐蚀性和机械性能，因此被广泛用于厨具、化工设备、建筑材料等领域。
此外，镍合金还被应用于航空航天、船舶制造、电子器件等高端领域，因其具有良好的耐热性、耐腐蚀性和热稳定性。
接下来是钼。
钼是一种重要的合金元素，主要用于制造合金钢、高温合金、真空炉件等。
由于钼具有高熔点、高硬度、良好的热稳定性和耐腐蚀性，因此被广泛应用于航空航天领域、化工设备、电子器件等。
铬镍钨铌系铁基PTA堆焊合金的抗磨损机理
采用AVK-A型高温硬度计测硬度，分别在CW/ML-M9销盘式磨损试验机和胶
轮磨损试验机上进行高温磨损和常温磨损试验，用常温金相和高温金相、SEM、X 射线衍射观察试样的组织、碳化物，分析堆焊层成分和相组成。
2 试验结果及分析
为了比较合金堆焊层的耐磨性，以stellite No12粉末堆焊层作标准试样。
试验结果见表2。
表2 试验数据
由表2可见，两者比较接近，这表明铬镍钨铌系铁基合金适合于高温下使用。
2.1 堆焊层的微观组织及成分
2.1.1 常温分析
铬镍钨铌系铁基PTA堆焊合金的常温金相组织见图1。
由图1可见到灰色组织与奥氏体基体，灰色呈花朵状组织为奥氏体和碳化物的共晶体，白色不规则组织为碳化物。
图1 常温金相组织400 ×
图2 X射线微区分析
图2是X射线微区分析结果，可见1号黑色物为奥氏体基体，以铁为主，其中固溶了铬、镍、钨、铌。
镍是稳定奥氏体的元素，钨、铌是固溶强化元素，铬固溶于基体中为合金提供了良好的抗氧化和抗热腐蚀能力。
因此，该基体具有一定的硬度和耐磨性。
富铬奥氏体的室温硬度为400 HV，在磨料压入工件表面并产生切削作用后，材料塑性变形可诱发表面组织中的奥氏体相变，产生密排六方的ε马氏体和体心立方α马氏体，金属表面发生形变硬化，工件表面硬度急剧提高，材料抗磨能力显著增强［1］。
2号不规则有棱角的白色块状物富含铌，又由图3可知，这是NbC，NbC是高硬度(2 400 HV)、高熔点(3 600 ℃)的硬质相。
3号不规则灰色物质富含铬和铁，由图3可知，它是碳化物(Cr.Fe)7C3，是密排六方点阵结构，其硬度很高(1 200～1 800 HV)。
由图1可看出，(Cr.Fe)7C3呈束集分布状态，不连续的碳化物大大减轻了对金属基体的分割作用，使堆焊层的硬度和韧性显著提高。
4号也是奥氏体基体。
5号白色块状物富含钨，由图3可知，此是WC。
WC是高硬度(1 800 HV)、高熔点(2 785 ℃)的碳化物，密排六方结构，对室温和高温下的耐磨性都起着有益的作用。
6号条状物富含铁和铬，它是(Cr.Fe)7C3，和3号不同的是，它是条状晶体。
3号、6号都是(Cr.Fe)7C3的两种形态。
图3 常温X射线衍射图谱
综上所述，堆焊层的组织是在较硬的奥氏体基体上弥散分布着高熔点、高硬度的硬质相，所以堆焊层在常温下有一定的耐磨性。
2.1.2 高温分析
合金粉末中铬和碳的含量分别为19.1%～20.0%、1.5%～1.8%,查Fe-Cr-C准稳定态相图可知，此时无相变，又查等温截面相图知，所对应于铬、碳含量的点是奥氏体和Cr.Fe)7C3的组合［2］。
由此可以充分证明，常温分析时的基体和碳化物分析的正确性。
图4 760 ℃金相组织200×
图4中白色的是奥氏体基体，黑色(由于有氧化)不连续分布的是共晶体，白色有棱角的块状物是碳化物，试验证明是NbC、WC。
比较图1和图4可知，高温状态下，碳化物的数量增多，形状变小，碳化物之间已失去联系。
比较图3和图5可知，基体没有大的变化，又出现了一种碳化物Cr23C6，这证明高温时有碳化物析出，同时多了些氧化物，如Nb2O5、WO3。
基体仍然是具有一定硬度的奥氏体，能够抵抗由磨损而产生的塑性变形，因而碳化物就可以有良好的支撑，不会
产生严重的脱落，而且碳化物还大量的存在，形态上无较大变化，具备了抗磨的先决条件。
加之在760 ℃时，有氧化物的存在，它有减摩作用，详细研究镍基合金和铁基合金在常温和升温过程中的摩擦磨损行为发现［3］，随着温度的上升，几种合金的摩擦系数和磨损率都发生从高到低的明显转变，这种转变与合金表面氧化形成一层釉状物密切相关。
由760 ℃高温下的高温硬度可知，其中仍然还有较硬的基体和硬质相存在，堆焊层比较耐磨，仅次于钴基合金标准试样的高温耐磨性。
图5 760 ℃X射线衍射图谱
2.2 堆焊层高温耐磨机理
由金相观察可知，高温下基体仍有很多的硬质相存在，这正是堆焊合金高温耐磨的主要原因。
堆焊层中含有大于17.73%的合金元素铬，不仅能够增强堆焊层的高温抗氧化能力和固溶强化基体，而且还能形成(Cr.Fe)7C3,Cr23C6，Cr2B，CrB等硬质相，同样增加堆焊层的红硬性，另外堆焊层中还含有WC、NbC，它们也进一步增加了堆焊层的红硬性。
随着温度的不断上升，硬质相的体积不断变小，常温下呈大块状的(Cr.Fe)7C3，至760 ℃保温30 min，已变成小块，周围遍布白色基体。
经X射线衍射分析可知，Cr23C6增多，其他化合物没有变化，因此碳化物会随温度的升高存在析出和溶解。
由菲克第一定律D=D0e-ED/RT可知，扩散系数随温度的升高而按指数增加。
当温度逐渐升高时合金元素的扩散能力增加，这时碳与铬可由奥氏体中脱溶，形成弥散分布的二次碳化物。
F.Maratray研究表明，二次碳化物的形核位置可能是奥氏体的晶粒内部，也可能出现在奥氏体晶界上。
二次碳化物随形核位置周围的碳、铬浓度梯度的变化，可形成板条、立方、近似球体形状，大体上均匀分布于奥氏体晶粒和晶界，X射线衍射已证明该碳化物是Cr23C6。
Cr23C6从基体中脱溶沉淀，降低了基体铬和碳的浓度，使亚稳定碳化物(Cr.Fe)7C3部分溶入基体，其周围铬和碳的浓度升高，就会促使Cr23C6析出。
碳化物在溶解时，碳和合金元素由曲率大的部位向曲率小的部位扩散、沉积，表现为棱边圆化，表面凸起的部位溶解消失，中间的孔洞逐渐变大。
Cr23C6析出强化了堆焊层，与其他硬质相匹配，起抗磨骨架作用。
同时，镍的存在会韧化基体，提高基体对硬质相的镶嵌能力，使堆焊合金具有较理想的高温耐磨性。
3 结论
(1) 研制的铬镍钨铌系铁基合金堆焊层的常温耐磨性比钴基合金堆焊层标准试样好，高温耐磨性稍差，但仍然可以在高温状态下使用。
(2) 堆焊合金中加入铬、铌、钨等元素，能够形成(Cr.Fe)7C3,NbC,WC等硬质相，提高了堆焊层的常温及高温抗磨能力。
(3) 堆焊层中(Cr.Fe)7C3随温度的增加，有部分溶解，而Cr23C6在基体中析出，和其他碳化物一起共同提高堆焊层的高温耐磨性。
