【摘 要】
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安全阀密封面是阀门系统中重要的组成部分之一,安全阀密封面在使用过程中常因为磨损或腐蚀而失效,而更换新的安全阀花费较大。采用等离子熔覆技术对损坏的安全阀密封面进行修复或者再制造能降低成本,但是等离子熔覆后的涂层内部存在应力集中,碳化物分布不均匀等问题。通过热处理工艺可以改善涂层中存在的问题,受到研究者的关注。本文首先用等离子熔覆设备在45钢表面制备了WC增强Fe313铁基熔覆层,并采用不同热处理工艺
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安全阀密封面是阀门系统中重要的组成部分之一,安全阀密封面在使用过程中常因为磨损或腐蚀而失效,而更换新的安全阀花费较大。采用等离子熔覆技术对损坏的安全阀密封面进行修复或者再制造能降低成本,但是等离子熔覆后的涂层内部存在应力集中,碳化物分布不均匀等问题。通过热处理工艺可以改善涂层中存在的问题,受到研究者的关注。本文首先用等离子熔覆设备在45钢表面制备了WC增强Fe313铁基熔覆层,并采用不同热处理工艺对熔覆层进行处理。然后采用SEM、EDS、XRD等材料组织分析手段、硬度测试、摩擦磨损实验、电化学腐蚀实验和浸泡腐蚀实验等性能测试手段,研究了不同淬火温度下涂层内部组织和硬度变化的趋势和不同回火温度对涂层物相组织、摩擦磨损性能和电化学腐蚀性能的影响。主要研究成果如下:(1)淬火时随着淬火温度的升高,组织中的碳化物形状逐渐变得圆润起来,呈现出球化的特点。原始涂层中硬度呈现出从熔合线到熔覆层顶部先升后降的趋势。经过淬火处理之后,熔覆层的平均硬度上升,并与淬火温度成正相关,在1150℃淬火时最高硬度为770.27HV,比原始涂层平均硬度提高了16.7%。(2)固定淬火温度1150℃,采用300℃、500℃、700℃回火。300℃回火时原本的奥氏体晶界上有断续状的条状碳化物存在。在500℃回火时,合金元素的聚集使析出了更加稳定,更弥散分布的特殊合金碳化物。当回火温度到达700℃时,特殊合金碳化物开始发生聚集长大现象。随着回火温度的上升,硬度呈现先上升后下降的趋势,在500℃回火时,硬度到达最高为658.16 HV。(3)摩擦磨损实验中,固定淬火温度1150℃,随着回火温度的上升,耐摩擦磨损性能呈现先上升后下降的变化趋势,经500℃回火处理后涂层的摩擦系数最小,磨损失重最少。腐蚀实验中,固定淬火温度1150℃,随着回火温度的升高,涂层的耐腐蚀性呈现上升的趋势。经在700℃回火处理后,涂层的耐腐性最佳。(4)根据阀门密封面的实际服役条件,本实验确定的最佳热处理工艺为淬火温度1150℃,保温30min后油冷+回火温度500℃,保温3h后空冷。
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