高铬铸铁型药芯焊丝
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不锈钢药芯焊丝型号的表示方法
不锈钢药芯焊丝的型号表示方法通常由一系列字母或数字组成。
以下是一些常见的表示方法:
1. AWS(美国焊接协会)型号:常见的不锈钢药芯焊丝型号
使用AWS标准,由字母和数字组成。
例如,ER308L代表一
种低碳不锈钢药芯焊丝,ER316L代表一种低碳含钼不锈钢药
芯焊丝。
2. DIN(德国国家标准)型号:德国国家标准通常使用字母和
数字表示不锈钢药芯焊丝的型号。
例如,SG-X2CrNi19-11代
表一种低碳铬镍不锈钢药芯焊丝。
3. ISO(国际标准化组织)型号:ISO型号通常使用字母和数
字组合表示不锈钢药芯焊丝的型号。
例如,ISO 14343-A-G 19 12 3 L代表一种低碳高铬钼不锈钢药芯焊丝。
需要注意的是,不同的国家和地区可能使用不同的标准和表示方法来表示不锈钢药芯焊丝的型号,因此在购买时应根据实际需求选择符合相应标准的型号。
郑州大学毕业设计(论文)题目:高铬铸铁高频堆焊工艺及性能的研究Research on Property of High Chromium Cast IronProduced with High-frequency Compounding指导教师:吴振卿职称:教授学生姓名:杨麒学号:20040850226专业:材料成型及控制工程院(系):材料科学与工程学院完成时间:2008年5月30日摘要在机械零件磨损中,磨料磨损占了很大比重。
采用高频感应堆焊工艺在普通碳素结构钢母材上堆焊一层2~3mm厚的高铬铸铁耐磨层,可以同时具备两种材料的优点,满足零件对韧性和耐磨性的要求。
本文主要对亚共晶、共晶、过共晶高铬铸铁组织进行金相分析,并测量堆焊层的硬度,研究分析了不同的高铬铸铁组织与耐磨性的关系。
实验得出,与亚共晶、共晶组织的高铬铸铁相比,过共晶高铬铸铁具有更好的抗磨料磨损性能。
关键词:高频堆焊;高铬铸铁;耐磨AbstractIn the mechanical parts wearing, Abrasion has been a large proportion. Wearing-resisting lay of high chromium cast iron was compounded on the low carbon steel plate with High-frequency compounding methods. At the same time that can have the advantage of two materials, meet the requirements of toughness and Wearability of parts. This article process metallographic analysis of the high chromium cast iron with different composition, and measure the hardness of surfacing, analysis the relations between different composition of high chromium cast iron and Wearability. The results show that the Hyper-ectectic high chromium cast iron have Excellent Wearability compare with thehypoeutectic and Eutectic high chromium cast iron.Keywords: High-frequency compounding ; high chromium cast iron ; wear-resist目录摘要 (i)Abstract .......................................................................................................................................... i i 1 概述.. (1)1.1 研究的目的及意义 (1)1.2 各种堆焊方法的比较 (1)1.2.1 手工电弧堆焊 (2)1.2.2 氧-乙炔焰堆焊 (2)1.2.3 自动埋弧堆焊 (2)1.2.4 气体保护电弧堆焊 (3)1.2.5 等离子弧堆焊 (3)1.2.6 高频感应堆焊 (4)1.3 堆焊的应用现状及前景 (4)1.4 研究目标和研究内容 (5)2 实验过程 (7)2.1 实验材料的选取 (7)2.1.1 实验材料的选取依据 (7)2.1.2 母材的选取 (7)2.1.3 高铬铸铁成分的选取 (7)2.1.4 焊剂的选用 (8)2.2 试验目的、方法及步骤 (9)2.2.1 试验目的及方法 (9)2.2.2 实验设备及材料 (9)2.2.3 实验步骤 (9)3. 实验结果与讨论 (11)3.1 母材组织分析 (11)3.2 复合层化学成分和硬度关系的分析 (12)4 结论 (17)参考文献 (18)附件1 (18)附件2 (20)附件3 (21)附件4 (22)附件5 (23)外文翻译 (24)外文原文 (36)致谢 (43)1概述1.1研究的目的及意义目前,机械零件大多数是用金属材料制造的,在使用过程中会发生磨损.随着现代工业的发展,机械零件经常在异常复杂和苛刻的条件下工作,大量的机械零件往往因磨损,腐蚀或磨蚀而报废.这就要求在高温高压、承受较大载荷以及氧化、磨蚀等工作条件下的机械装备表面具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温和抗氧化等性能。
高铬铸铁型药芯焊丝
(北京固本科技有限公司)
1耐磨堆焊材料合金体系
高铬铸铁的基本合金体系是Fe-Cr-C,在此基础上,往往还加入其他合金元素,常见的体系有Fe-Cr-Mo-B、Fe-Cr-B-C、Fe-Cr-V-Mo-Ti、Fe-Cr-C-Nb、Fe-Cr-C-V等。
本课题自制高铬铸铁药芯焊丝,其中,Nb对药芯焊丝堆焊层性能的影响是研究的重要一部分,故采用Fe-Cr-C-Nb系高铬铸铁型药芯焊丝。
铁基堆焊合金耐磨性良好,且价格较便宜,具有很好的经济性,因而应用最为广泛。
除此之外,堆焊合金体系主要还有钴基合金体系、镍基合金体系、铜基合金体系及碳化物增强合金体系。
钴基堆焊合金成本较高,高温条件下耐磨性能优异,多应用于一些特殊耐磨件,镍基堆焊合金同样也多用在高温耐磨工况条件下。
铜基堆焊合金摩擦系数较低,抗黏着磨损性能优秀,所以常用于滑动接触磨损工件中,而不用于抗磨粒磨损或高温磨损工况环境中。
在碳化物增强堆焊合金中,常以W、Ti、Mo、Nb、V等合金元素的碳化物作为增强相,具有很高的硬度和耐磨粒磨损性能,但高温下有些碳化物容易过热分解。
2高铬铸铁型药芯焊丝概况
在高铬铸铁堆焊中,为了使堆焊层更容易得到非平衡组织,也就是亚稳奥氏体基体上分布M7C3型碳化物,往往采用明弧堆焊,这样可以使焊后冷却速度足够快,以更容易得到粗大的初生M7C3型碳化物。
对于高铬铸铁型药芯焊丝的明弧堆焊,脱氧和脱氮是首先要考虑的问题,所以药芯焊丝中需要添加铝、硅、锰等基本的脱氧元素。
铝主要用于先期脱氧,硅锰用于熔池阶段的脱氧。
高铬铸铁本身就是硬而脆的组织,因而对于氮并不需要刻意地完全消除,甚至可以加入少量氮,氮可以代替部分碳,形成碳氮化物,以增加堆焊层组织的硬度及耐磨性。
在高铬铸铁型药芯焊丝自保护明弧堆焊过程中,并不会有大量的氮溶入熔池,形成氮气孔,这主要是因为,在高铬铸铁药芯焊丝中,碳含量较高,较高的含碳量可以降低氮在铁中的溶解度,从而使焊缝中的含氮量不会太高。
熔滴阶段碳氧化生成CO、CO2气体,加强了保护,并且降低了气相中的氮的分压,不利于氮溶入熔滴;熔池阶段碳氧化生成CO、CO2气体促进熔池中氮的逸出。
此外,钛、铝等元素对氮有较大亲和力,能形成稳定的且不溶于液态铁的氮化物,从而浮到熔池表面形成一层薄的渣壳。
所以,在高铬铸铁堆焊层组织中,并不会有过高的氮含量,也一般不会产生氮气孔。
高铬铸铁型药芯焊丝往往采用比较高的填充率,在50%左右,以使堆焊组织达到过共晶成分,在凝固得到的过共晶组织中,才会出现大量的高硬度的初生M7C3型碳化物,它们组成抗磨骨架,使组织具备较高的耐磨性。
由于过共晶组织含碳量高,组织硬而脆,加之堆焊时焊缝的冷却速度快,即使焊前预热、焊后保温缓冷,堆焊焊缝仍然难以避免产生一些细密的裂纹。
对于高铬铸铁堆焊层来说,一些横向贯穿焊缝的细密的裂纹并不是有害的,甚至是必要的,这些裂纹有释放焊接应力的作用,从而减少堆焊层在服役过程中大面积断裂剥落的可能性。
采用高铬铸铁自保护药芯焊丝对受磨损部件修复及堆焊时,往往需要打底层、过渡层以及硬面层组成的复合堆焊层,才能保证堆焊层的良好性能和服役状态。
这是因为,如果没有打底层,硬面层产生的裂纹将贯穿至基体,且硬面层组织硬而脆,基体组织较软,硬面层将极易剥落。
此外,在进行受磨损部件的堆焊修复时,受磨损部件表面往往是不平的,需要打底层将其基本修复平整,为下一层堆焊做好基础。
因此,对打底层的要求是,与基体结合良好,不需要很高的硬度,相对硬面层要有一定韧性,不产生裂纹。
打底层与硬面层的性能差别较大,所以中间需要过渡层的过渡作用。
过渡层需要有一定的硬度及耐磨性,以减少对硬面层的稀释,同时要有一定的止裂性,阻止硬面层产生的裂纹扩展至打底层及基体。
高铬铸铁型药芯焊丝成分的设计,首先要考虑保护方式,然后要考虑堆焊层组织、焊缝合金化、焊缝成形等问题。
关于高铬铸铁型药芯焊丝成分的研发设计,国内学者做过较多研究。
龚建勋等采用药芯焊丝明弧堆焊的方法获得了含Cr21-23,C3.5-4.2,Si1.4-1.6,B0-1.8的高铬铸铁堆焊耐磨合金,指出Si、B元素能促使M7C3型碳化物尺寸和体积分数增加,并且使其分布形态由弥散分布转为聚集排列。
王英杰等研究了药芯焊丝中添加V对高铬铸铁堆焊层组织及耐磨性的影响,研究表明,随着药芯焊丝中含V量的增加,堆焊层组织硬度及耐磨性均得到提高。
文献同时指出,药芯粉中石墨含量对焊接飞溅有一定影响,药芯配方中石墨含量为3%时飞溅率最低。
王清宝等的研究指出,在高铬铸铁型药芯焊丝中添加Nb、Mo后,在堆焊组织中,铌全部生成NbC;钼不仅生成少量Mo2C,而且固溶强化基体组织,但提高耐磨性的效果不如Nb 的作用强烈。
相较于未添加Nb、Mo的传统高铬铸铁药芯焊丝,该药芯焊丝的堆焊层耐磨料磨损的能力有所提高。
3熔滴过渡及飞溅率
由于堆焊方法采用药芯焊丝明弧堆焊的方法,飞溅始终是一个比较大的问题。
飞溅和熔滴过渡方式有着密切的关系,所以,对熔滴过渡的观察的分析就非常有必要。
研究熔滴过渡,常用的方法有三种,一是电流电压波形法,通过实时测量焊接电流电压,得到波形图,据此分析熔滴过渡模式。
该方法方便快速,不足之处是得不到熔滴过渡形貌的信息,是一种间接法;二是汉诺威焊接质量分析仪法,通过实时采样数据处理,评定出熔滴过渡模式,仍属于间接法,但信息量更大;三是高速摄影法,采用高速摄影机将熔滴过渡过程实时拍摄下来,可慢速或一帧一帧地回放,该方法直观,要得到熔滴过渡形貌的信息需采用此法,但成本相对较高。
该课题为了在研究高铬铸铁药芯焊丝熔滴过渡模式的同时,判断电弧的稳定性以及飞溅的产生机理,所以选择采用高速摄影法。
自保护药芯焊丝按照药芯粉末成分的不同,可以分为矿物粉型药芯焊丝和金属粉型药芯焊丝,而这两者的熔滴过渡方式有着明显区别。
关于矿物粉型药芯焊丝的熔滴过渡及飞溅,目前已有较多的文献述及。
潘川等利用高速摄影技术研究了直径为1.6mm的自保护药芯焊丝的熔滴过渡模式,该文章研究了焊接参数对熔滴过渡模式的影响,指出非短路附渣过渡是其主要熔滴过渡模式。
刘海云等采用高速摄像法观察了直径2.0mm的自保护药芯焊丝的熔滴过渡过程,指出该药芯焊丝立向下焊接时主要存在以下几种熔滴过渡模式:短路过渡、弧桥并存过渡、爆炸过渡和颗粒过渡。
王志明等更深入地研究了弧桥并存过渡模式的机理,分析了弧桥并存过渡的液桥的形态及本质,认为液桥是由熔融的渣和液态金属混合共同形成的。
潘川等利用高速摄影技术研究了直径 1.6mm自保护药芯焊丝焊接过程中的飞溅的形成机理和影响因素,将其飞溅形式按照形成机理的不同进行了分类,并且分析了药粉中各种成分对焊接飞溅的影响,研究认为,药芯中氟化物、氧化物和碳酸盐会增大飞溅,脱氧剂可以降低飞溅。