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1、上海交通大学学报第卷第期冲阀门密封面堆焊材料高温耐磨性的研究姚寿山法皓朱燕萍胡文政上海交通大学材料工程系顾博锦潘大有上海电站辅机厂摘要对、镍基一粉末、钻基合金焊条焊条和‘,的粘着磨焊条制备的阀门密封面堆焊层进行了从室温至损试验研、究结果表明组对材料组对方式和粘着磨损试验温度都会影响堆焊层的耐磨性结合堆焊层的高温硬度试验、高温金相和电子金相分析,探讨了高温粘着磨损的机理关键词阀门堆焊耐磨性粘着磨损中图法分类号引言、,、、阀门密封面不仅受到擦伤挤压和冲击等因素的作用同时也受到高温高压流体的冲刷,实,,腐蚀和氧化作用际工况条件
2、十分复杂和恶劣阀门密封面极易损伤因此选择合适的阀门,密封面的材质和组对方式直接影响到阀门的使用寿命长期以来国内外均采用钻基、’,合金作为高温高压阀门密封面的主要堆焊材料,〕但是金属钻是一种稀贵的重要战略物资,价格,不断上升因此近年来各国科学家一直在研究采用较廉价的金属或合金来取代钻、一、基合金作为高温高压阀门密封面堆焊材料闭本文采用国产镍基合金粉末焊条。,和焊条种堆焊材料分析比较了它们与钻基合金焊条的堆焊试样在‘不同组对情况下从室温到高温下的粘着磨损行为材料与试验方法试验所采用的种堆焊材料的堆焊层化学成分和堆焊焊接规范见
3、表、表基体材料均一为型不锈钢试样尺寸参见图加工后的试样堆焊层厚度应不小于每一组对由大小不同的个试祥组成所有高、低温粘着磨损试验均在自行设计改装的多功能磨损试验机上进行,试验机的结构,转速为,示意图如图所示粘着磨损试验时所加载荷均固定为一一收稿日期第,,,。。。一作者男年生副教授上海姚寿山等阀门密封面堆焊材料高温耐磨性的研究,,,正式磨损试验前各试样均经预磨清洗并用万分之一精度天平称重磨损试验时转,数均为磨损完毕后将磨损前后质量之差作为该次试验的粘着磨损量每一组对材料,进行次试验取其平均值作为该组对材料试验结果表堆焊层化学
4、成分化学元素写堆焊材料。一加。,衰堆焊焊接规范堆焊材料焊接方法焊条直径焊接电流焊接电压焊条焊条焊条卯一,粉末哎等离子弧送粉气转移弧转移弧目粉末堆焊’送粉量非转移弧,等离,转台速度电极距离子弧粉末堆焊时离子气流量www.bzfxw.com卜刊叠⋯譬—图粘着磨损试样图形小,试样为为,‘为大试样为图多功能磨损试验机结构示意图试验结果与讨论同种材料组对的磨损,不同温度下同种堆焊材料的堆焊层粘着磨损试验结果如图所示从图可见除了。的粘着磨损量随试验温度的上升而下降以外,其余种堆焊材料的堆焊层粘着磨损,一,。量均随着温度的升高而增加种
5、材料中镍基堆焊层的粘着磨损量最低而的粘着磨损量大大高于其余种材料异种材料组对的磨损不同试验温度下异种堆焊材料的组对试样粘着磨损试验结果如图图所示从图‘,,。,,可见在以下钻基堆焊层的磨损量远高于当温度继续升高时钻基,,显示出较高的相对耐磨性从图可见在所有试验温度下钻基的耐磨性均低于,,一从图可见在所有试验温度下镍基的耐磨性均高于上海交通大学学报年第期堆焊层的高温硬度分析,目前衡量或评价堆焊金属的耐磨性往往采用硬度卜水丸为判据种堆焊材料的堆焊层在岛津型硬度计,上进行了室温至下维氏硬度试验结果如图所口曰喇形题、,,声示显然各
6、堆焊层的硬度均随着试验温度的升高而下降。这与除了以外的同种组对材料耐磨性的变化,,一是吻合的图还表明在所有试验温度下镍基,的硬度均远远高于当这种材料组对时镍基一户汀耳的磨损量均远低于这可能与组对材料厂室温的相对硬度有关但其他某些组对材料的粘着磨损试验℃,结果与硬度并无对应关系因此不应把硬度作为判定材料粘着磨损耐磨性的唯一的决定性的指标闲图同种堆焊材料粘着磨损试验结果一一钻基一镍基玉口一一’。钻钻基基匿镍基一噩日二陌’二骤趣咧切日趣喇辑旨匿噩噩潺骆翻一www.bzfxw.com一睡,「,因匕忍室温室温℃℃℃。。。图钻塞组对
7、磨损量图钻基组对磨损量图镍基⋯组对磨损量堆焊层金相分析种堆焊层室温金相组织如图所示·口一一钻基图主要由固溶体和碳化,一物组成镍基图主要由镍为基的固侧出斟卜国、,。,,,溶体条状碳化物和金属,。间化合物所组成图由奥氏体和碳,图由低碳马、口化物所组成氏体少量钻基残余奥氏体和晶间析出物所组成对堆焊层室温至镍基,高温气保护下的金相组织的连续观察表明除了在温度升到‘时显微组织有变化以室温,℃及试样表面开始氧化变暗以外其他材料在温度达’时也未见显微组织有明显变化和明显氧化图试验材料堆焊层硬度试验结果www.bzfxw.comwww.
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