45钢堆焊修复层的组织和耐磨性研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

45号钢作为机械零件的基体，在其工作运转中会出现不同程度的磨损，有黏着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损和表面疲劳磨损等。为了减少磨损，保护零件基体表面，延长零件寿命，对机械零件表面进行堆焊。堆焊作为改变材料表面性能的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造和修复中。为了最有效地发挥堆焊层的作用，希望采用的堆焊方法有较小的母材稀释、较高的熔敷速度和优良的堆焊层性能，即优质、高效、低稀释率的堆焊技术。常用的堆焊方法有：（1）手工电弧堆焊；（2）乙炔焰堆焊；（3）埋弧自动堆焊；（4）二氧化碳气体保护焊。

在国内外的研究中，大量学者对耐磨材料堆焊进行了研究。韩国学者通过等离子堆焊技术来改善材料的耐磨性能，先后采用X射线衍射扫描电镜分析以及显微硬度测试研究堆焊组织性能。研究结果表明：相同材料配副使耐磨性能较差。相同磨损情况下，如果两种材料的磨损机理不同，较硬材料的共熔碳化物发生变化并脱离表明，较软的材料则发生犁削。湖南工学院徐慧利用扫描电镜、能谱分析和磨损试验系统的研究了熔敷金属层化学成分、冲击端口处的形貌以及试件的耐磨性。试验的结果表明，在同等试验条件下，在焊条的药皮中添加稀土氧化物，可以提高熔敷金属层的耐磨性能，确定了在药皮中添加质量分数1.5%的氧化铈的耐磨性比添加1.5%的氧化钇的耐磨性强。

耐磨材料堆焊技术在解决磨损和失效方面有着高效且经济的优点，在材料堆焊后既要能够满足使用性能要求，又要能够达到耐磨性能。在堆焊工艺中还有许多需要优化的问题，如稀释率等。堆焊技术具有成本低、工艺简单、易操作等特点,现在已成功运用于修复轧辊、冷热模具和齿轮等易磨损元件上,并取得了良好的经济效益。在45号钢基体上堆焊时，由于堆焊金属与45号钢母材金属的含碳量以及合金元素不同，相当于异种金属焊接，在母材基体与堆焊金属过渡区存在碳元素的迁移过程，且焊接时热源形成的不均匀的温度场，使焊件产生不均匀的组织、残余应力，使堆焊层性能往往不够理想。本课题就如何提高堆焊修复层金属的耐磨性能进行了研究，为实际生产应用提供试验依据，为提高堆焊修复层性能提供参考。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容和目标

本课题对45钢零件进行堆焊修复，并对堆焊修复层进行组织和耐磨性研究，为实际生产应用提供试验依据，为提高堆焊修复层性能提供参考。

主要研究内容有:

①文献调研，了解国内外相关领域研究概况和发展趋势；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需要的原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－5周：采用药芯焊丝堆焊技术修复45钢零件。

第6－7周：制备金相样品。

第8－9周：显微组织观察和硬度测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王兵. 45号钢、30crmnsi及高温合金磨削实验研究[j].东北大学硕士学位学术论文，2010

[2] 刘会杰. 焊接冶金与焊接性[m]. 北京: 机械工业出版社. 2007，246

[3] 李亚江. 焊接材料的选用[m]. 北京: 化学工业出版社. 2004，236

[4] 杜学铭，施雨湘，李爱农. 碳化钨复合耐磨堆焊层泥沙磨损性能的研究[j].武汉理工大学学报.2002，26（2）：161-164