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本文提出以硬度更高、稳定性更高的硼化物和硼碳化合物为制造堆焊耐磨复合钢板,以高强韧性马氏体为基体的堆焊耐磨复合钢板铸造耐磨合金。堆焊耐磨复合钢板耐磨合金以富有的硼、铬、钛为主要合金元素,不含有镍、钼、钨、钒等合金元素,具有低成本、高硬度、良好耐磨性和强韧性,同时,铸态硬度低,成型工艺性好,容易切削加工,克服了钢铸态难以加工的问题,适用制造尺寸精度要求高的耐磨零件。

堆焊耐磨复合钢板的耐磨合金是一种新型的耐磨材料,可以部分替代高铬铸铁和高锰钢材料。在论文中,将堆焊耐磨复合钢板分为低碳低硼系列(0.2～0.4%C、1.0%B左右)、中碳硼变化系列(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)三个系列,对其合金的熔炼方法、合金的净化精炼工艺、铸造凝固过程和组织、热处理工艺和热处理后的组织和性能、合金在碳化铬复合耐磨钢板二体磨法奥迪耐磨复合钢板损和三体动载磨损条件下的耐磨性能及工业应用进行了较为全面的研究。

采用铝、钛脱氧和定氮、冲入法稀土变质处理的熔炼工艺,并开发了钢包底部安装透气塞吹入氩气工艺,通过向钢液中吹入氩气净化钢液。净化后钢液中的夹杂物明显减少,有利于改善钢板的强韧性能。借助于光学显微镜、扫描电镜SEM、透射电镜TEM、X衍射和Leica图像分析仪等手段,研究了堆焊耐磨钢板耐磨合金的铸态组织、热处理后的组织及合金元素对组织和性能的影响。

低碳低硼系列合金的三体磨粒磨损的耐磨性比高铬铸铁稍好;中碳硼变化系列合金硼含量低于2.0%的高硼铁基合金的耐磨性优于高铬铸铁,而硼含量大于2.0%的堆焊耐磨板合金的耐磨性比高铬铸铁差;堆焊耐磨复合钢板合金的三体磨粒磨损的耐磨性明显低于高铬铸铁,且随着含碳量的增加,耐磨性下降。堆焊耐磨复合钢板的耐磨性稍好,但低碳高硼铁基合金中合金元素加入量少,不含有镍、钼、钴等合金元素,生产成本比高铬铸铁降低30%以上,具有很好的经济效益。堆焊耐磨板合金在泥浆泵上的应用效果正在实际试验过程。