Cr13不锈钢CMT堆焊金属表面高压滚压层结构与性能研究

doi:10.3901/JME.2017.08.068

机械工程学报 ›› 2017, Vol. 53 ›› Issue (8): 68-74.doi: 10.3901/JME.2017.08.068

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Cr13不锈钢CMT堆焊金属表面高压滚压层结构与性能研究

周佳楠, 张国栋, 郑飞, 杨辉, 梅青松

武汉大学水力机械过渡过程教育部重点实验室武汉 430072

出版日期:2017-04-15 发布日期:2017-04-15
作者简介:
周佳楠，女，1992年出生。主要研究方向为焊接及表面处理。
E-mail：jnzhouwhu@163.com
张国栋(通信作者)，男，1975年出生，博士后，副教授，珞珈青年学者。主要研究方向为先进焊接技术和表面工程。
E-mail：gdzhang@whu.edu.cn
基金资助:
* 国家自然科学基金(51371128)和湖北省自然科学基金(2014CFB707)资助项目; 20160802收到初稿，20161201收到修改稿;

Structure and Property Study of CMT Deposited Metal Induced by High Pressure Surface Rolling on Cr13 Stainless Steel

ZHOU Jianan, ZHANG Guodong, ZHENG Fei, YANG Hui, MEI Qingsong

Key Laboratory for Hydrodynamic Transients of Ministry of Education， Wuhan University， Wuhan 430072

Online:2017-04-15 Published:2017-04-15

摘要/Abstract

摘要：

采用冷金属过渡(Cold metal transfer，CMT)(ER309L氩弧焊丝2.5 mm)焊接方法对Cr13不锈钢进行堆焊，为改善补焊工艺中堆焊金属的组织以及性能的不均匀性，对堆焊金属进行表面高压滚压塑性变形处理。滚压压力为12 kN，滚压时间为15 min，6个滚针(GCr15，8 mm×10 mm)等角分布，滚针旋转速率为2 r/min。之后借助光学显微镜(Optical microscope，OM)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy， SEM)、显微硬度仪、摩擦磨损试验仪、电化学工作站对其显微组织、硬度、耐磨性和耐蚀性进行评价。结果表明，堆焊金属经表面滚压后，晶粒均明显细化且存在一定厚度的高压滚压层和过渡层。高压滚压层的平均显微硬度为403.62 HV，原始堆焊金属的平均显微硬度为287.83 HV。高压滚压层的摩擦特性更为稳定且磨损量更小，但耐蚀性变差。高压滚压后组织和性能的不均匀性得到改善。

关键词: 表面高压滚压, 耐磨性, 耐蚀性, 显微组织, CMT

Abstract:

Cr13 stainless steel is welded through cold metal transfer(CMT) surfacing. Then surface rolling refinement layer of deposited metal is prepared by high pressure rolling machine to improve the nonuniformity of structure and mechanical properties. The micro-structure and properties including micro-hardness, abrasive resistance and corrosion resistance of the layer are discussed using optical microscope(OM), scanning electron microscopy(SEM), micro-hardness tester, friction and wear tester and electrochemical workstation. The results show that the size of grain can be refined obviously. The average micro-hardness of CMT rolling refinement layer is 403.62 HV, while its original weld is 287.83 HV. The rolling refinement layer shows the excellent wear resistance, but corrosion resistance is worse than original welded joint. After high pressure rolling, the nonuniformity of structure and mechanical properties have been improved.

Key words: abrasive resistance, corrosion resistance, high pressure surface rolling, micro-hardness, CMT

周佳楠, 张国栋, 郑飞, 杨辉, 梅青松. Cr13不锈钢CMT堆焊金属表面高压滚压层结构与性能研究[J]. 机械工程学报, 2017, 53(8): 68-74.

ZHOU Jianan, ZHANG Guodong, ZHENG Fei, YANG Hui, MEI Qingsong. Structure and Property Study of CMT Deposited Metal Induced by High Pressure Surface Rolling on Cr13 Stainless Steel[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2017, 53(8): 68-74.

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[2]	安同邦, 曾道平, 历承业, 吴占民, 马成勇, 彭云. 440 MPa级免涂装耐候钢用焊丝熔敷金属的强韧化机理研究[J]. 机械工程学报, 2025, 61(8): 159-169.
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[15]	艾诚, 张龙, 郭敏, 黄太文, 刘林. 液态金属冷却法制备镍基单晶高温合金铸件的研究进展[J]. 机械工程学报, 2024, 60(24): 127-141.

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