硼对氩弧熔敷Fe-V-C合金系组织与性能影响

氩弧堆焊Fe基合金粉末与低碳钢母材更为接近,且成本较低，在生产中易于推广。在铁基合金粉末中添加硼铁，利用硼元素可明显抑制铁素体在奥氏体晶界上的形核，从而改变熔敷层组织形态，提高熔敷层硬度。本文研究了在Q235碳钢表面氩弧堆焊Fe-V-C合金系，利用扫描电镜分析熔敷层硬质点相形态变化和熔敷表层硬度。

　　选用Q235钢作为堆焊母材，母材尺寸为50mm×30mm×8mm。合金粉末用工业钒铁粉(FeV50)、石墨(99.5%纯度)、硼铁粉(FeB16C1.0)并按一定比例混合组成，以水玻璃作为粘结剂将合金粉末混合压制成形，厚0.8～1.2mm，晾干5h，再低温烘干2h。采用钨极手工氩弧焊技术，具体工艺为：钨极直径3.0mm，Ar气作为保护气体，流量5～6L/min。电流120～130A，电压15～18V，焊接速度3～5mm/s，钒铁粉的成分为（质量分数，%）：≥50V，≤2.0Al，≤2.0Si，0.75C，≤0.05S，≤0.05P，余量为Fe。硼铁粉的成分为（质量分数，%）：15~17B，0.5Al，4.0Si，1.0C，0.01S，0.2P，余量为Fe。氩弧堆焊后，沿试板焊缝横截面制备金相试样，并用体积分数为20%的硝酸乙醇溶液腐蚀。

　　氩弧堆焊Fe-V-C铁基粉末合金系中，随硼铁添加量改变，硬质点相Fe(V、Cr)B形态由分散的块状转为连续分布的条状，基体组织由莱氏体转为珠光体。氩弧堆焊Fe-V-C铁基粉末合金系中，硼铁添加10%时，可有效提高Fe-V-C合金系熔敷层表面硬度。当添加硼铁量大于25%，随着硼铁增加，Fe-V-C合金系熔敷层表面硬度下降。