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填充金属对YG30与钢TIG焊接头组织和性能的影响

宋以国  
【摘要】:WC-Co系硬质合金具有高硬度、高耐磨性及良好的红硬性等优异的性能,因而广泛的应用于机械加工、地质勘探、矿山开采等工业领域。由于硬质合金制品存在尺寸有限、形状简单、成本高、韧性差等不足,将硬质合金与加工性好、成本低的钢复合起来使用,将具有重要的实用价值,进一步扩大硬质合金的应用范围。 本文对YG30硬质合金与45钢TIG焊连接新技术进行了研究。自行设计了6种不同成分的Co-Fe-C合金和工业纯Fe填充金属,借助显微硬度测试、弯曲力学性能测试、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段系统地研究了TIG焊接头的组织形态、物相及显微硬度、抗弯强度等力学性能,着重分析了焊接过程中η相的类型、形成机理以及填充金属成分对组织和性能的影响。结果表明:YG30/焊缝界面区域形成的η相为M_6C型的复合化合物Fe_3W_3C或Co_3W_3C。焊后退火时新η相成核于WC-γ相界,出现在WC颗粒的整个边界。沿着γ相(消耗Fe)和溶解(“吞并”)WC晶粒同步扩展均匀长大。界面处有大块η相聚集分布的试样,强度显著降低且断口处有粗大的η相。通过优化填充金属成分可以完全抑制η相的生成,并最终提高接头的弯曲强度,可达到1.04GPa。Co-Fe-C合金和Ni-Fe-C合金中,主要成分为0.6wt.%C、55wt.%Ni和40wt.%Fe的填充金属,所获得的YG30与45钢TIG焊接头具有最佳的性能。


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