摘要：在这项工作中对在高铬铸铁不同量稀土（RE）药芯焊丝堆焊氧化物的添加（硬齿面焊接的工件）进行了研究。通过光学显微镜，扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）观察了堆焊金属碳化物的形态和类型等。基于稀土碳化物形态的影响数据，细化碳化物的原因稀土氧化物与失配理论的探讨。结果表明，堆焊金属的显微组织由马氏体、残余奥氏体和M7C3碳化物。随着稀土氧化物添加量的增加，碳化物的体积分数和圆度增加，然而，碳化物面积和周长减少。这表明添加稀土氧化物可以细化和球化堆焊金属碳化物。 关键词：高铬铸铁；药芯焊丝；碳化物；稀土氧化物
引言
含有大量的微结构M7C3碳化物的高铬铸铁工件的耐磨性能好，价格低廉，被广泛应用于矿山、冶金、机械等行业，具有常温高寿命、低应力磨料磨损条件。经过一段时间后，高铬铸铁的工件表面因磨损而失效。失败的工件通常是用修复堆焊（硬齿面焊接）方法即采用药芯
焊丝来恢复他们的尺寸和性能【1】。Fe-Cr-C基硬面合金堆焊通常选择失败的工件，由于其结构中含有一定量的碳化物，使堆焊金属工件表面表达高耐磨性[ 2 ]。然而，研究表明，初生碳化物存在于大的块的形式在堆焊金属，导致连续性破坏碳化物本身和堆焊金属基体之间。工件容易剥落表面，甚至在应用过程中的早期开裂，从而减少工件的使用寿命[ 3 ]。因此如何提高碳化物形态在堆焊提高性能和耐磨高铬铸铁性能的关键。独特的注意力已支付给稀土（稀土）元素，由于其优异的性能。我们的研究小组的前期工作表明，通过在钢中添加稀土元素，可以细化晶粒，细化晶粒，改善碳化物形貌。对堆焊金属的塑性和韧性可以通过添加在堆焊焊条[ 9 ] 6–稀土氧化物的改进。因此，该药芯焊丝堆焊高铬铸铁中添加不同稀土氧化物的添加了自动堆焊方法分析了稀土氧化物对堆焊金属的显微组织中碳化物的使用效果，使堆焊金属的耐磨Fe-Cr-C系统能够大大地提高。
1材料与方法
1.1材料
用不同量的稀土（RE）药芯焊丝氧化物的添加堆焊高铬铸铁工件在这项工作中。核心粉是由石墨、铬铁、锰铁、硅铁、钛铁、钒铁、、和铝镁合金。电线的外壳采用H08A低碳钢带，
二次氧化物质量分数（的La和Ce的氧化物含量> 98%）添加在药芯焊丝为0重量%、2 %，3重量%和4重量%，分别。在这项工作中使用的药芯焊丝的化学成分如表1所示。药芯焊丝的制造工艺参数列在表2中。
无线抄表1.2方法
不同的堆焊试样取自堆焊试板。后试样进行抛光，通过mob-1-15x micro-hardness.differen
t堆焊试样的表面和剖面碳化物显微硬度堆焊金属进行抛光，用4%硝酸酒精腐蚀，并组织由Axiovert 200 MAT金相显微镜和s4800场发射扫描电子显微镜观察分析。D / max-2500 / PC应用X-射线衍射确定型堆焊金属的析出。图像预加图像分析软件，用于确定的重新氧化物添加和碳化物的形态之间的关系，与10毫米的10毫米的金相试样随机收集10个图像。
2结论
2.1堆焊金属无氧碳化物分析
堆焊金属无稀土氧化物添加XRD谱图如图1所示。图1显示hardfaing金属主要由M 7 C 3，马氏体、残余奥氏体和少量的MC。初生碳化物和共晶的SEM，hardfaing金属矩阵如图2所示，从初生碳化物是块六角形，而共晶碳化物细条状。其原因是，初生碳化物和共晶碳化物都是同一类型的晶体和类似的晶格常数的M 7 C 3型碳化物。在凝固过程中，初生碳化物可能是共晶合金的晶核，而周围的液相组成逐渐达到共晶，一次碳化物为初生碳化物，多边形不断增厚[ 6 ]。因此，在图2中，共晶碳化物可以生长在主要的周围。由于焊接冷却速度快，碳化物难以聚集在网络中，并以细小的条带存在，如图3所示，图2的不同微区组成如图所示。图3表明，初生碳化物和共晶的成分主要为Fe、Cr、C然而，这些Fe、Cr的相
对强度，和初生碳化物的C元素高于共晶碳化物表面和剖面的显微硬度进行了测试，其中碳化物表面平均显微硬度1 700–2000 HV和碳化物的显微硬度的分布1 300 1 600–高压。
2.2 在稀土氧化物，堆焊金属碳化物形态
堆焊金属中添加不同稀土氧化物的表面微观结构如图4所示的剖面结构如图5所示。从无花
果。4水培鱼缸和5，碳化物表面多边形被均匀地分布在堆焊金属。然而，碳化物的档案是沿着垂直于基底金属表面的方向生长的柱状体。无稀土氧化物分布不均匀和不规则的形状和相对厚度在堆焊金属碳化物。随着稀土氧化物的添加药芯焊丝在通量增加，合金堆焊金属变得孤立和他们的形状和尺寸变得更小。碳化物的分布也变得越来越薄，碳化物得到球形。同时，随着稀土氧化物掺杂的增加，堆焊金属小共晶碳化物数量明显增加，而大块碳化物减少，从而提高了堆焊金属的耐磨性。通过XRD测试不同稀土氧化物添加堆焊金属碳化物的类型的影响，其结果是类似于图1中的曲线，说明稀土氧化物对碳化物的类型没有影响。为了描述稀土氧化物和碳化物的形态之间的定量关系，图像分析软件采用不同的稀土氧化物的添加碳化物形态参数的测量。形态参数包括碳化物的体积分数、碳化物的圆度、碳化物的尺寸和碳化物的周长，其中，面积分数是碳化物的面积百分比。根据体视学原理，面积百分比等于体积，所以面积百分比实际上反映了体积的高铬铸铁中的碳化物[ 10 ]。圆度是表征碳化物复杂程度的一个较好的参数。公式如下：圆度= 3.545 /周长
它是一个无量纲的形状参数，理想圆的圆度值为1。任何非圆形状的圆度小于1。形状越复杂，越小的圆度值[ 10 ]，碳化物形态之间的关系在堆焊金属和稀土氧化物的添加如图6所示。从图6（a），可以看出，随着稀土氧化物掺杂的增加，堆焊金属碳化物的体积分数从
汽车门板0.361增加到0.411。从图6（b），随着稀土氧化物添加剂的增加，碳化物的圆度是从0.562到0.671逐渐增加，这表明，碳化物的量逐渐减少，并逐渐成为球形，稀土氧化物的添加和碳化物颗粒的面积和周长之间的关系，如图6所示（c）和（d），分别。在堆焊金属的碳化物颗粒面积由2 505 262µM 2与稀土氧化物添加剂的增加而逐渐降低，其降低幅度约为90%。在堆焊金属碳化物平均周长从301降低到100µm，其还原率约为67%。结果表明，碳化物的尺寸减小，碳化物颗粒细化。
3碳化物的细化机理的高铬铸铁堆焊稀土氧化物分析
从参考文献[ 11 ]，稀土氧化物可以在堆焊金属中高碳钢奥氏体异质形核，细化的堆焊金属的显微组织。然而，在堆焊金属的碳化物的高铬铸铁初生相。从图4、5和6，可以看出，通过添加稀土氧化物的磁药芯焊丝，堆焊金属中的碳化物可以细化和球化。稀土夹杂物能作为初生碳化物的异质晶核吗？在堆焊的凝固过程，对临界形核的初级阶段的尺寸较小，核数目较大，由于冷却速度越快。非均匀成核的阻力主要是成核基质与晶相之间的界面能，而界面能主要由化学物质和结构相组成。化学项目主要包括原子间的结合强度、键能和键类型等。结构项是由原子不匹配引起的晶格畸变能。不δ是决定界面能的程度的主要因
素，当晶格畸变能比较高，这是由原子组成的[ 12 ]不匹配引起的Bramfitt的结果表明，在非均匀形核，与δ＜6%核是最有效的，而那些δ= 6%–12%中有效的，和那些δ> 12%是无效的[ 13 ]网眼通
Ce2O2S和M压铸机料筒的设计7C3晶体之间的关系如图7所示。稀土夹杂物Ce2O2S和M7C3carbide已在本文计算的晶格失配，这是表3中列出的。可以看出，在面对二维晶格失配（1010）Ce2O2S和面（0001）M7C3是6.2%，这是middle-effective.from参考文献[ 13 ]中可以看出，Ce2O2S是一个异构核M7C3胎毛画。所以在堆焊高铬铸铁，稀土氧化物可作为硬质合金的异质形核，细化原M7C3碳化物
4结论:
（1）堆焊金属组织高铬铸铁是由马氏体、M7C3型碳化物。初生碳化物呈六方柱状，生长在垂直于母材的垂直方向上。共晶碳化物生长在主要的周围。
（2）随着稀土氧化物添加量的增加，碳化物的体积分数和圆度逐渐增加，而它们的面积和周长逐渐减小。碳化物细化和球化。
（3）晶格失配的计算结果表明，在面对二维晶格失配（1010）Ce2O2S和面（0001）M7C3为6.2%，这表明Ce2O2S作为异质晶核的M7C3中有效。
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