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[摘 要]本文采用单、双层堆焊方法,研究了以42CrMo作为基体的堆焊层组织、硬度和耐磨性.结果表明,采用双层有助于降低堆焊层的稀释率,硬度变化均匀,有利于提高堆焊层的耐磨性.
[关 键 词 ]42CrMo；堆焊；硬度；耐磨性；
中图分类号：TG403.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0006-01
0.前言
堆焊工艺在冶金、矿山、农业和石油化工机械等的零件制造和修复中获得了广泛的应用[1].采用堆焊技术来制造或修复某些零件时,不仅可发挥零件的综合性能和材料的工作潜力,还能节约大量的贵重合金,从而降低成本[2].
以此可以判断42CrMo的热裂纹敏感性比较大[3],必须采取焊前预热及紧急后热处理,并且选用低匹配焊接材料,缓和焊接接头的受力状态,提高塑性和韧性,避免应力集中.在后续焊道的热循环作用下,因焊接时的加热速度快,这些组织不能细化,而产生组织遗传,使得冲击韧度大大降低,减弱了接触面的抗疲劳能力,易产生微裂纹,甚至导致构件的低应力破坏.
2.实验结果
2.1 焊层显微组织分析
图2-1为单、双层堆焊层的组织.由图可以看出,相同的焊接参数,不同的堆焊层数堆焊之后得到的堆焊层金属显微组织与基体材料的明显不同.虽然手工电弧堆焊的熔合比大,稀释率高,但其升温速率快目在高温停留时间短,使得母材中的铁素体熔化后并未得到充分扩散而形成残余奥氏体分布在堆焊金属中.所以第一层堆焊金属显微组织虽受到母材稀释的影响,但仍具有堆焊金属的基本特征.堆焊第一层金属后,母材对堆焊金属的稀释影响进一步减小,第二层堆焊金属就基本不受基体材料稀释的影响,从而能够充分体现出堆焊焊条的性能.
2.3 不同堆焊层的硬度
由表中可以看出,从堆焊层到基体,硬度发生了显著的变化,即随着距离堆焊曾距离的增加,硬度不断降低.这是由于焊缝部位温度较高,形成了粒状或者条状的贝氏体组织,组织分布均匀细密,硬度比较稳定.而热影响区的硬度则出现了较大的差异,这是由于中碳调质钢的焊接性能所造成,造成的热影响区脆化和软化.采用双层堆焊时,由于第二层堆焊相当于对第一层堆焊的回火,造成首层堆焊层硬度的降低.
2.3 不同堆焊层的耐磨性
表2-2为魔粒磨损试验失重量,从表中可以看出,堆焊实验的试件的磨损率比原件的磨损率小,这说明进行堆焊后的试件的耐磨性能均比原件42CrMo的耐磨性能要好,并且进行双层堆焊的效果比进行单层堆焊的效果还要好.
3.结论
1）手工电弧堆焊第一层金属受母材稀释的影响较大,而第二层影响较小,能反映堆焊焊条熔敷金属本身的性能；
2）通过以上研究可以看出,堆焊D507焊条单层堆焊层的耐磨性失重量是42CrMo基体的近1/3倍,采用双层堆焊的磨损失重量与单层堆焊相比略有提高.