高铬铸铁药芯焊丝的堆焊组织分析

时间：2020-01-05

高铬铸铁药芯焊丝的堆焊组织分析

高铬铸铁药芯焊丝堆焊组织一般由马氏体、M7C3 型碳化物及残余奥氏体构成，其堆焊层表面具有较高的硬度和耐磨性。HL系列高铬铸铁药芯焊丝制作过程采用H08A 薄钢带作为外皮，药芯中分别添加高碳铬铁、高碳锰铁、硅铁、片状石墨以及钒铁等合金粉末。分别选用Y-Ni4 铸铁、65Mn 钢、40Cr 钢、灰口铸铁作为基体试样，利用YM600KH 型焊机进行手工堆焊。

由图1 可知, 高铬铸铁药芯焊丝的堆焊金属硬度达到60 HRC 以上。各种基体中，Y-Ni4 铸铁硬度是较高的，但在熔合区附近其硬度有所降低，这可能与焊接时的回火软化有关。在二次加热情况下，过饱和的碳将向晶界扩散，并与铬形成碳化物沉淀于晶界，使晶粒内部的铬产生供不应求现象，从而导致靠近晶界的薄层严重缺铬。从图1 中还可看出，灰口铸铁、40Cr 钢和65Mn 钢的硬度从母材到堆焊层呈上升趋势。

图2 为高铬铸铁药芯焊丝堆焊金属的X 射线衍射分析结果，结合显微组织照片可以看出，堆焊金属中主要为M7C3型碳化物、马氏体以及少量残余奥氏体。

从图3a 中可见Y-Ni4 高铬铸铁药芯焊丝试样断口较为平滑，熔合区结合得比较好，没有明显的熔合线。其断裂方式主要为解理断裂，且堆焊金属、熔合区及基体都有较多裂纹存在。从图3b 可见65Mn 钢与高铬铸铁药芯焊丝堆焊金属结合不如Y-Ni4 铸铁，但65Mn 钢基体主要是以韧窝状断裂为主，伴有准解理断裂，韧性较Y-Ni4 铸铁要好，在熔合区没有明显的裂纹及其它缺陷。从图3c 可见40Cr 钢基体和堆焊金属断裂方式明显有差别，基体为韧窝状断裂，伴有准解理断裂。而堆焊金属是解理断裂且熔合区比较窄，在堆焊金属熔合区和基体上存在着一些裂纹。从图3d 可见灰口铸铁基体和堆焊金属都较脆，断裂方式主要是解理状,且熔合区比较疏松，气孔较多。

高铬铸铁药芯焊丝堆焊金属硬度在60HRC 以上，堆焊金属组织主要为马氏体及M7C3 型碳化物。由金相及扫描结果可知， Y-Ni4 铸铁作为基体，熔合较好，堆焊层和基体硬度都较高，但热影响区存在裂纹，所以适合应用在抗冲击力小的耐磨场合； 65Mn 钢作为基体时，熔合较好，且基体不存在裂纹，而65Mn 钢基体韧性比较好，因此可用在表面要求耐磨，而内部要有足够韧性的场合。

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