● 摘要
本文旨在研究一种新型的高温耐磨材料-Cr3C2/Ni3Al复合材料。采用Cr3C2-Al-Ni药芯焊丝在不同焊接基底表面堆焊，制备了Cr3C2/Ni3Al复合材料。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段研究了堆焊层复合材料Cr3C2/Ni3Al的微观组织结构；测定了Cr3C2/Ni3Al复合材料的室温耐磨粒磨损性能、高温微动磨损性能和高温显微硬度。并制备了Stellite合金焊层与Cr3C2/Ni3Al复合材料进行对比试验。微观组织分析表明，焊层的主要组成相为Ni3Al和Cr3C2，组织均匀稳定。焊层2mm处Cr3C2相的尺寸在10μm左右，随着焊层厚度的增加，碳化物尺寸变大。分析认为，在焊接过程中，Ni和Al反应生成Ni3Al相并放出热量，焊丝中的Cr3C2在高温下熔化，在电弧扰动和反应熔池的搅动下发生分散，在冷却过程中又得到重新析出。形成细化均匀的Cr3C2增强相。Cr3C2/Ni3Al在常温下耐磨粒磨损性能是传统的高温耐磨合金stellite12的两倍以上。堆焊层5mm处的是2mm处耐磨性能的1.6倍以上。500℃高温微动磨损性能良好。分析认为，Ni3Al的反常力学特性和极强的形变硬化能力，增强相Cr3C2的体积效应和尺寸效应是这种新型复合材料具有优异耐磨性能的主要原因。