成果信息

(1)主耐磨相及其形态不同：采用(Fe,Cr)23(C,B)6作为主耐磨相，呈胞状，相韧性好；同时，该胞状晶内或者晶界析出少量碳化钛/TiC作为辅助耐磨相。这与高铬合金中呈六边形的初生三碳化七金属元素/M7C3和高硼合金中呈四边形的初生硼化二金属元素/M2B的主耐磨相种类及其形态明显不同。 (2)主耐磨相的显微硬度明显不同：胞状(Fe,Cr)23(C,B)6的显微硬度值范围为850～944HV0.1，明显低于M2B的1100～1500HV0.1和M7C3的1200～1600HV0.1显微硬度范围，因而具备良好的相韧性，可使合金主耐磨相承受较高的外加载荷冲击而不发生碎裂剥落。 (3)主耐磨相的体积分数不同：作为主耐磨相的初生(Fe,Cr)23(C,B)6的体积分数高达90％以上，远高于一般高铬或者高硼合金作为主耐磨相的M7C3或M2B的20～60％左右的体积分数。 (4)胞状相沿晶组织不同：本发明的高硼药芯焊丝，其堆焊合金胞状相的沿晶组织并非碳化物，而由较高数量的铁素体和少量孤立分散的碳硼化三铁铬/(Fe,Cr)3(C,B)型碳硼化物组成。 (5)堆焊合金宏观硬度波动范围不同：本堆焊药芯焊丝堆焊合金的宏观硬度为58.0～60HRC，硬度值均衡,一种该类合金硬度值波动范围仅1～2HRC，远低于一种高铬或高硼合金57～65HRC宏观硬度值的波动范围3～6HRC，且其耐磨性优于市售高铬药芯焊丝。 (6)获取高体积分数主耐磨相的材料成本不同：本堆焊药芯焊丝仅采用高碳铬铁、硅铁、钛铁等廉价铁合金与碳化硼颗粒等组分配合使用，就获得了体积分数高达90％以上且可作为主耐磨相的初生(Fe,Cr)23(C,B)6，材料成本低且耐磨性良好，这使该高硼药芯焊丝性价比极为优良)

背景介绍

自保护堆焊高硼药芯焊丝因工艺性能要求，往往需要加入适量石墨组分，以增加自生保护气体量，且药芯焊丝的拉拔性能需满足生产要求。这使硼堆焊合金中存在一个突出问题：因其主耐磨相(Fe,Cr)2B几乎不能溶入碳原子，促使熔体中碳原子被排挤到该相周围，形成大量变态脆性共晶α-Fe+Fe3(C,B)而导致合金过脆。此外，在高铬类硼合金中，其主耐磨相为六方点阵结构的(Fe,Cr)7C3相，溶入硼原子后形成复合碳硼化物相(Fe,Cr)7(C,B)3，因B原子半径 比C原子半径 大得多，仅极少量B可溶入该相，且因该相晶格畸变导致相内应力增大，在外加载荷冲击作用易于碎裂剥落，而熔体中其余大量B原子只能参与形成Fe3(C,B)共晶相。不仅如此，堆焊合金的耐磨性与主耐磨相的体积分数有关，主耐磨相的体积分数越高，合金才有更高耐磨性的可能性。但是，主耐磨相相韧性偏低，其碎裂剥落又降低合金耐磨性。)

应用前景

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