等离子原位合成Fe－Cr－V－C堆焊合金的耐磨性

宗 琳，刘政军，李乐成

（1沈阳化工大学 机械工程学院，沈阳110142；2沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳110178）

等离子原位合成Fe－Cr－V－C堆焊合金的耐磨性

宗 琳1，2，刘政军2，李乐成2

（1沈阳化工大学 机械工程学院，沈阳110142；2沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳110178）

在矿山开采、重型冶金等领域的许多零部件长期工作在严峻的工况条件下，从而导致严重的磨损。为提高材料耐磨性，延长零件的使用寿命，堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，已经获得越来越广泛的应用［1－3］。

堆焊层需要具有高硬度来获得较好的耐磨性，因此，堆焊材料中加入大量的碳和碳化物形成元素来提高堆焊合金的硬度和耐磨性［4－6］。Cr和V作为碳化物形成元素已经被广泛应用在堆焊合金中形成硬质相M7C3和 VC［7，8］。这些硬质相分布在基体中，具有规则的外形，较高的硬度和熔点，能够强化基体从而提高耐磨性。堆焊合金的耐磨性取决于所含硬质相和基体组织的尺寸、形态和分布［9］。堆焊层中Cr，V，C比例的不同将引起硬质相和基体数量、尺寸以及形态的差异，从而导致耐磨性的差异。鉴于以上因素，本工作研究设计了5种不同Cr含量的Fe－Cr－V－C堆焊合金，通过堆焊层中形成硬质相M7C3和VC来强化铁基熔覆层，并研究了Cr含量对硬质相M7C3和VC的数量与形态的影响，进而探讨其对耐磨性的影响机理。

1 实验方法

堆焊实验的基体金属采用20G，试板尺寸为100mm×80mm×12mm，基体表面堆焊前经打磨并用丙酮清洗。堆焊合金粉末采用高碳铬铁（66.7%Cr，4%C，质量分数，下同）、钒铁（50%V），铁粉（纯度为99%，200目）和石墨（纯度为99.5%）。……