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氮合金化堆焊硬面合金的耐腐蝕性能研究

文檔作者：楊可楊克包曄峰文檔來源：河海大學(xué)機電工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月22日
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第43卷
2015年5月
第5期
第33—37頁
材
Journal of
料 工
M aterials
程
Engineering
Vo1．43 No．5
M ay 2015 PP．33— 37
氮合金化堆焊硬面合金的耐腐蝕性能研究
Corrosion Resistance of Nitrogen—alloying Hardfacing Alloy
楊可，楊克，包曄峰
(河海大學(xué)機電工程學(xué)院，江蘇常州213022)
YANG Ke，YANG Ke，BA O Ye—feng
(College of Mechanical and Electrical Engineering，
Hohai University，Changzhou 213022，Jiangsu，China)
摘要：在馬氏體不銹鋼中加入氮合金，并通過鈮、釩、鈦固氮形成氮合金化堆焊硬面合金，進行了電化學(xué)腐蝕和化學(xué)侵蝕
實驗，研究了硬面合金的耐腐蝕性能。結(jié)果表明：堆焊硬面合金的氮合金化，抑制了鉻的碳化物的析出，有效增強了鈍化
膜的穩(wěn)定性，使硬面合金的自腐蝕電位從～345mV提高到～264mV，增強了堆焊硬面合金抗電化學(xué)腐蝕性能；氮合金化
堆焊硬面合金均勻細小的組織形態(tài)，使得在FeCI。溶液中發(fā)生點蝕的蝕坑小且分散，提高了硬面合金的耐腐蝕性能。
關(guān)鍵詞：氮合金化；馬氏體不銹鋼；硬面合金；耐腐蝕性能
doi：10．11868／j．issn．1001—4381．2015．05．006
中圖分類號：TG442 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1001—4381(2015)05—0033—05
Abstract：The nitrogen—alloying hardfacing alloy of martensite stainless steel was made through the
addition of nitrogen alloy and the nitrogen-fixing elements of niobium ，vanadium and titanium．The
corrosion resistance of hardfacing alloy was investigated through electrochemical corrosion and chemi—
cal erosion tests．The results show that nitrogen—alloying of hardfacing alloy inhibits the precipitation
of chromium carbides and the chemical stability of passivating film is effectively strengthened，the cor—
rosion potential increases from 一345mV to 一264mV ，and thus the electrochemical corrosion resist—
ance of hardfacing alloy is strengthened．Owing to the uniform and fine microstructure of nitrogen—al—
loying hardfacing alloy，pits are fine and dispersed when pitting corrosion occurs on the hardfacing al—
loy in the FeCI3 solution，therefore the corrosion resistance of hardfacing alloy is improved by nitrogen
alloying．
Key words：nitrogen—alloying；martensite stainless steel；hardfacing alloy；corrosion resistance
在疏浚機具易磨損部位堆焊一層耐磨硬面合金材
料，可提高疏浚機具耐磨性能以及磨損破壞后對其進
行高效、快速修復(fù)，達到延長疏浚機具的使用壽命、節(jié)
省材料、降低成本的目的，具有十分重要的經(jīng)濟意
義口]。馬氏體不銹鋼具備較高強度和耐磨性能，并具
有一定的耐腐蝕性能，已被廣泛用作制造或修復(fù)疏浚
機具耐磨件。目前馬氏體不銹鋼耐磨材料主要是利用
碳與鉻、鈦、釩、鈮等形成Cr C。，Tic，VC，NbC等碳化
物的硬質(zhì)點來提高鋼的硬度，從而提高其耐磨性能。
雖然隨著碳含量的增加，馬氏體不銹鋼硬面合金中的
碳化物數(shù)量增加，基體的硬度、強度提高；由于含碳量
高，馬氏體不銹鋼硬面合金的抗焊接裂紋能力較差，焊
后容易產(chǎn)生裂紋。當(dāng)碳化物含量過高時，大量碳化物會
在晶界處大塊地聚集起來，這樣不但不能有效地提高鋼
的硬度和強度，而且明顯降低其韌性和耐腐蝕性能L2 ]。
氮與碳均為間隙溶質(zhì)原子，相比碳原子，氮在鐵基
金屬固溶體中分布更均勻，更易形成彌散的細小強化
相 ]。利用氮進行合金化，并與其他合金元素協(xié)同作
用，可改善金屬材料的強度、韌性、蠕變抗力、耐磨性和
耐腐蝕性能[5 ]。已有的研究結(jié)果表明，氮對焊接性
能影響較小，在焊接過程中不會出現(xiàn)裂紋，在堆焊硬面
合金中利用氮進行合金化，通過細化晶粒和第二相質(zhì)
點彌散析出來增強硬面合金的強韌性與耐磨性[3 ]。
疏浚機具的耐泥沙磨損材料要求抗機械磨損且能耐介
質(zhì)腐蝕，即能同時承受力學(xué)和電化學(xué)因素破壞的合
金_8]。硬面合金氮合金化后的晶粒細化和大量碳氮化
物的析出，使得組織中存在大量的有效界面(晶界和相
界)，會造成表面組織的不連續(xù)性，必然對其耐腐蝕性
能產(chǎn)生影響。因此，本工作在馬氏體不銹鋼硬面材料
中引人氮元素，并通過鈮、釩、鈦固氮進行合金化，形成
氮合金化堆焊馬氏體不銹鋼硬面合金，同時進行了耐
腐蝕性能實驗，研究其耐腐蝕性能。

第43卷第5期 氮合金化堆焊硬面合金的耐腐蝕性能研究 37
(1)：113— 117．
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基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(51101050)；江蘇省自然科學(xué)基
金資助項目(BK20141156)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金
(20l3B18l14)
收稿日期：2014—08-22；修訂日期：2015—03—11
通訊作者：楊可(1983一)，男，副教授，博士，主要從事新型焊接材料開
發(fā)與冶金行為的研究和教學(xué)工作，聯(lián)系地址：江蘇省常州市河海大學(xué)機
電工程學(xué)院(213022)，E—mail：yangke—hhuc@ 126．com

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