煤矸石在高碳高铬堆焊焊条药皮中的应用研究

作     者：张焱鑫 

作者单位：辽宁工程技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马壮

授予年度：2016年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：堆焊焊条 煤矸石 正交试验 焊条药皮 硬度 耐磨性 

摘      要：为了降低堆焊焊条生产成本及开发煤矸石资源高学技含量的应用,本试验利用煤矸石代替堆焊焊条中的石英、钛白粉等组分。通过正交试验确定煤矸石堆焊焊条的最佳配研。采用不同电流在Q235钢板上进行一层堆焊,依据堆焊层的洛氏硬度值确定焊接的最佳电流。采用两层堆焊在Q235钢板制备堆焊层,利用金相显微镜、SEM、X射线衍射分析、洛氏硬度计、显微硬度计、磨粒磨损实验机、粘着磨损实验机和冲蚀磨损实验机对堆焊层的组织结构、硬度、耐磨性进行测试。并与原配研的堆焊层进行对比,确定煤矸石作为堆焊焊条药皮辅料可行性。实验结果表明,煤矸石堆焊焊条药皮辅料的最佳加入量为:煤矸石9.0g,石英1.9g,钛白粉3.1g,云母2.0g。焊接最佳电流为150A。进行两层堆焊时,无煤矸石和有煤矸石堆焊层的洛氏硬度值分别为59.6HRC和56.3HRC。无煤矸石和有煤矸石堆焊层的显微组织相似,都与基体呈冶金结合,无明显缺陷;无煤矸石堆焊层由α-Fe、FeCr和CrC相组成,有煤矸石堆焊层由α-Fe、CrC和AlFeSi相组成。在对磨材料为180#、240#和360#水磨砂纸时,无煤矸石和有煤矸石堆焊层相对基体耐磨粒磨损性能分别为4.74.98和4.41.83倍;水冲蚀磨损90min后无煤矸石和有煤矸石堆焊层耐冲蚀磨损性能分别为基体的3.48.64和2.27.60倍。海水介质冲蚀磨损90min后无煤矸石和有煤矸石堆焊层耐冲蚀磨损性能分别为基体的2.35.60和2.13.83倍。石油介质冲蚀磨损90min后无煤矸石和有煤矸石堆焊层耐冲蚀磨损性能分别为基体的2.53.07和1.82.22倍。实验表明煤矸石用于堆焊焊条辅料是可行的。