堆焊合金的特点及应用

堆焊合金可分别具有耐磨损、耐腐蚀、耐热和耐冲击等性能。根据堆焊合金层的特点和使用目的，常用堆焊合金可划分为下列类型。

1）耐蚀堆焊，也称为包层堆焊，是为了防止工件在运行过程中发生腐蚀而在其工作表面熔敷一层一定厚度、具有耐腐蚀性合金层的堆焊方法。

2）耐磨堆焊，为了防止工作过程中工件表面被磨损，使工件表面获得具有一定硬度和特殊性能的合金层、延长工件使用寿命的堆焊方法。

3）过渡层堆焊，堆焊修复异种材料时，为了防止母材成分对熔敷金属化学成分的不利影响，以保证接头性能和质量，先在母材表面（或接头坡口处）熔敷一定成分的金属过渡层（也称隔离层）。熔敷过渡层的工艺过程也称过渡层堆焊。

各类堆焊合金的主要特征和性能见表5-2。

表5-2 各类堆焊合金的主要特征和性能

注：A—优；B—良好；C—中等；D—尚可。

多层堆焊时往往会产生粗大的铸态组织、相变以及再结晶应力等问题，使接头性能变差。基体材料和堆焊金属相互溶解度有限、物理化学性能差别很大的材料进行堆焊时，基体材料的熔入会导致堆焊层金属的化学成分和金相组织不均匀或生成金属间化合物，所以堆焊过渡层时应降低熔合比，尽量采用小电流、高焊速。(www.xing528.com)

各种堆焊材料的分类很繁杂，特别是一些著名的材料不是以通用的标准化方法来分类，而是常以生产厂家的名字命名。不同的工作条件对堆焊合金类型影响很大，应根据堆焊工件的工作条件选择相应的堆焊合金。表5-3给出一些特定工作条件下典型工件适用的堆焊合金类型及堆焊合金系，可供在实际应用中参考。

表5-3 一些特定工作条件下典型工件适用的堆焊合金类型及堆焊合金系

（续）

几乎所有可采用的堆焊合金都是以Fe、Ni、Co或Cu为基的。其中碳是最重要的元素，堆焊合金的耐磨性能取决于碳的含量。碳能与Cr、Mo、W、Mn、Si结合形成硬而脆的化合物，如铬的碳化物、钼的碳化物等。这些碳化物按硬度递减顺序是：钨、铬、钼及铁的碳化物。高含量的W或Cr与2%～4%的碳可形成比石英还硬的特殊碳化物。碳化钨WC或W₂C的混合物是耐磨堆焊合金中最耐磨损的组分。高铬合金（w（Cr）=20%～30%）中的碳化铬（Cr₇C₃）比WC软且便宜。Fe的碳化物Fe₃C，即渗碳体，在许多耐磨堆焊合金中应用，而且常以改变Cr、Mo、W合金元素的含量来进行调整。

W、Mo、V、Cr在482～649℃温度范围能提高堆焊层高温强度。w（Cr）=25%时可得到高达1649℃的抗氧化性能。Ni或Co作堆焊合金的基本组分可得到良好的高温强度。以质量分数为20%～25%的Cr作保护元素并以质量分数为5%～15%的W作强化元素构成的钴基合金，在温度高于649℃时具有最高的热硬性。Ni、Co、Cr具有耐腐蚀性并可提高抗氧化性能。