本文提出以硬度更高、穩(wěn)定性更高的硼化物和硼碳化合物為制造堆焊耐磨復合鋼板,以高強韌性馬氏體為基體的堆焊耐磨復合鋼板鑄造耐磨合金。堆焊耐磨復合鋼板耐磨合金以富有的硼、鉻、鈦為主要合金元素,不含有鎳、鉬、鎢、釩等合金元素,具有低成本、高硬度、良好耐磨性和強韌性,同時,鑄態(tài)硬度低,成型工藝性好,容易切削加工,克服了鋼鑄態(tài)難以加工的問題,適用制造尺寸精度要求高的耐磨零件。

堆焊耐磨復合鋼板的耐磨合金是一種新型的耐磨材料,可以部分替代高鉻鑄鐵和高錳鋼材料。在論文中,將堆焊耐磨復合鋼板分為低碳低硼系列(0.2～0.4%C、1.0%B左右)、中碳硼變化系列(0.3～0.45%C固定, 0.5～3.0%B)和高碳高硼系列(0.5～1.0%C, 2%B左右)三個系列,對其合金的熔煉方法、合金的凈化精煉工藝、鑄造凝固過程和組織、熱處理工藝和熱處理后的組織和性能、合金在二體磨損和三體動載磨損條件下的耐磨性能及工業(yè)應用進行了較為全面的研究。

采用鋁、鈦脫氧和定氮、沖入法稀土變質處理的熔煉工藝,并開發(fā)了鋼包底部安裝透氣塞吹入氬氣工藝,通過向鋼液中吹入氬氣凈化鋼液。凈化后鋼液中的夾雜物明顯減少,有利于改善鋼板的強韌性能。借助于光學顯微鏡、掃描電鏡SEM、透射電鏡TEM、X衍射和Leica圖像分析儀等手段,研究了堆焊耐磨鋼板耐磨合金的鑄態(tài)組織、熱處理后的組織及合金元素對組織和性能的影響。

雙金屬耐磨襯板 高硬度耐磨鋼板 低碳低硼系列合金的三體磨粒磨損的耐磨性比高鉻鑄鐵稍好;中碳硼變化系列合金硼含量低于2.0%的高硼鐵基合金的耐磨性優(yōu)于高鉻鑄鐵,而硼含量大于2.0%的堆焊耐磨板合金的耐磨性比高鉻鑄鐵差;堆焊耐磨復合鋼板合金的三體磨粒磨損的耐磨性明顯低于高鉻鑄鐵,且隨著含碳量的增加,耐磨性下降。堆焊耐磨復合鋼板的耐磨性稍好,但低碳高硼鐵基合金中合金元素加入量少,不含有鎳、鉬、鈷等合金元素,生產成本比高鉻鑄鐵降低30%以上,具有很好的經濟效益。堆焊耐磨板合金在泥漿泵上的應用效果正在實際試驗過程。