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RE在耐磨复合弯管自熔合金中微合金化作用的研究
作者:管理员    发布于:2013-10-12 09:42:13    文字:【】【】【
    本文是以解决煤矿矿井耐磨弯管表面腐蚀磨损问题为背景,对稀土元素在O2-C2H2焰喷焊F102B合金涂层中的微合金化作用机理进行系统研究。
    通过向耐磨复合弯管合金中添加不同质量分数的稀土元素,系统地测定稀土对涂层的硬度、耐磨性、耐蚀性及抗高温氧化性的影响,结果表明:添加适量稀土元素后,合金涂层的上述性能均有不同程度的改善,而且,当稀土添加量为0.6%时涂层的综合性能最佳,与原合金相比,复合耐磨弯管硬度提高7.2%,耐磨性提高18.5%,耐蚀性得到进一步提高。
    采用了XRD、SEM、STM以及EPMA等分析技术对合金涂层进行研究,结果显示:稀土改性F102B合金与F102B合金相比,涂层的组成相相同,均包括γ-Ni、Ni3B、CrB、Ni3Si、(Cr,Fe)23C6和(Cr,Fe)7C3相。该合金组织是在γ-Ni基体上弥散分布着棒状CrB相、粒状(Cr,Fe)7C3相、小球状Ni3Si相以及网状共晶混合物。与原合金相比,组织更加均匀、细密,其中,CrB的径向尺寸为1μm,长度为3~4μm,Cr7C3、Ni3Si的径向尺寸分别为1.5~2.5pm、0.5~1.5μm。
    综合实验数据和分析结果,本文认为稀土元素在合金中的细化晶粒、净化晶界、变质合金中夹杂物和固溶强化作用是稀土元素提高F102B合金喷焊层性能的主要机制。通过对合金的DTA曲线分析可知,在本实验条件下稀土元素使镍基自熔合金的Fe-Cr-C共晶转变温度由原来的1067℃下降到1063℃。作者认为产生这一现象的原因是由于Ce在Cr中有较高的固溶度,从而部分替代了Cr参与Fe-Cr-C系统反应的结果。
    另外,研究表明:涂覆工艺不同,稀土的改性效果存在很大差异。在相同条件下,采用氩弧熔覆工艺,稀土对涂层的性能影响不大,对此,文中从理论上予以解释。并且认为,当稀土元素存在于晶界时,可以提高合金的性能;而当存在于化合物中时,往往使化合物的性能遭到破坏,从而使合金性能受到不良影响。
    针对煤矿矿井井筒罐道具体的应用实例进行模拟试验,结果证明,在易磨损表面先用O2-C2H2焰喷焊F102B+RE合金,然后在其它暴露表面采用电弧喷涂铝材,可以对目前煤矿井简装备使用的提升罐道进行有效防护。
    公司主营:双金属耐磨复合弯管耐磨复合弯管复合耐磨弯管
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