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钨极氩弧堆焊Fe基合金粉末熔覆层组织和性能研究
摘要：
本文以钨极氩弧堆焊为基础技术，研究了合金粉末熔覆层的组织和性能。通过SEM扫描电镜分析和硬度测试，发现合金粉末的添加量、焊接参数和焊接层数等因素对于熔覆层的组织和性能有着重要的影响。通过优化焊接参数和熔覆层组合方式，可以获得高质量的Fe基合金熔覆层，从而提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。
关键词：钨极氩弧堆焊；Fe基合金；熔覆层；组织；性能。
1.引言
钨极氩弧堆焊技术是一种应用广泛的特殊焊接方法，可以在较高温度下通过熔化合金粉末，形成熔覆层。本文以此技术为基础，研究了Fe基合金粉末的熔覆层组织和性能。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验选用的Fe基合金粉末成分如下：C1.52％，Si0.81％，Mn1.27％，Cr16.79％，Mo3.38％，Ni8.61％，Fe余量。合金粉末的平均粒径为45μm。
2.2实验装置和条件
通过钨极氩弧堆焊设备进行焊接，所有试验均采用单层焊接。合金粉末的加入量控制在20％、40％、60％、80％和100％，并根据需要进行多层焊接，测试不同参数下熔覆层的组织和硬度变化规律。
2.3实验方法
制备完整的试样后，用SEM扫描电镜分析其表面形貌、组织结构和相变规律。同时，对熔覆层进行硬度测试，获取不同熔覆层条件下其硬度值的变化趋势。
3.实验结果及分析
3.1合金粉末的添加量
将合金粉末的添加量控制在20％、40％、60％、80％和100％五个程度下进行焊接，并分别进行熔覆层的组织结构和硬度测试。结果显示，随着添加量的增加，熔覆层中含有的在合金粉末中的成分增加，同时也对熔覆层的形态和组织有明显的影响。
当添加量为20％和40％时，熔覆层中的微观结构以米字形为主。此时熔覆层中的合金粉末并未完全熔化，微观结构呈现出松散的状态。当添加量达到60％时，熔覆层的形态开始出现变化，熔覆层表面变得平整、紧密，微观结构也出现较强的紧密过渡态。当添加量在80％及以上时，熔覆层中完全熔化的合金粉末数量已接近100％，其粉末细化效应更加明显，微观结构已经形成大范围的均匀配分状态，可以明显增加熔覆层的硬度。
3.2焊接参数和焊接层数
对于焊接参数的影响，本实验设置了不同的焊接电流、电压和焊接速度，进行了多组熔覆层实验。结果显示，电压和焊接速度对于熔覆层的成形和硬度影响较小，电流对熔覆层中合金粉末的熔化和均匀性均有较大的影响。
同时，实验也探究了不同焊接层数对熔覆层的影响。结果显示，随着焊接层数的增加，熔覆层中的合金粉末分布更加均匀，形态更加紧密，硬度也随之增加。
4.结论
综合分析，本实验发现了合金粉末添加量、焊接参数和焊接层数等因素对于熔覆层组织和性能的影响。经过优化设计和控制，可以获得高质量的Fe基合金熔覆层，该熔覆层具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，可广泛应用于冶金、化工等领域。
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