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Q235钢表面CMT电弧熔覆镍基合金复合板的组织与性能研究

2021-11-21刘奋成高兴昊

南昌航空大学学报(自然科学版) 2021年3期

禹 东,刘奋成,高 健,高兴昊,熊 剑

(1. 南昌航空大学 轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌 330063;2. 江西恒大高新技术股份有限公司,南昌 330096)

前 言

Q235钢是一种普通碳素结构钢,具有较好的塑性、焊接性和可加工性,多用于建筑钢材和工程结构件,由于服役条件恶劣,容易在使用过程中发生腐蚀、疲劳、磨损等多种时效行为[1],在实际应用过程中常采用表面技术在Q235钢表面熔覆一层高强合金,不仅可以提高表面的耐蚀性、耐磨性和强度,还可以延长使用寿命,节省材料[2-3]。镍基合金作为一种耐腐蚀、高强度性材料,是目前生产应用首选的合金涂层之一。GH4169高温合金是一种Nb强化的沉淀硬化型镍基高温合金。在−253 ℃~650 ℃温度范围内具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能良好,并且焊接性能优良,常被运用于石油工业和挤压模具中等行业中[4~5],Q235钢表面熔覆GH4169高温合金有望获得理想的复合板材,提升材料的使用寿命。

在众多表面改性技术中,电弧表面熔覆方法具有熔覆金属厚度大,与基体为冶金结合,不易脱落,熔覆质量高的优点。相关实验表明,冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)熔覆技术相较于激光熔覆技术[6]、氩弧熔覆[7]、等离子熔覆[8]等具有生产效率高、熔覆工艺成本低且涂层结合强度高、操作简单等优点。CMT技术是一种新的熔化极气体保护焊方法[9],将熔滴过渡和焊丝回抽相结合,从而实现焊接过程中冷热交替,无飞溅产生。其次,CMT的热输入较低,熔深小,融合比小,对基材的影响小,可以得到一条平直熔合线,最大限度减小对基材的影响。……

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