纳米NbC对低碳钢等离子喷焊铁基合金层组织和耐磨性的影响

摘要：采用等离子喷焊技术在Q235低碳钢表面制备了不含和含1%、3%和5%纳米NbC(质量分数)的铁基合金层。采用X射线衍射(XRD)、光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)检测了喷焊层的显微组织、相组成、微区成分及磨损试验后的形貌,测定了喷焊层的硬度梯度,采用摩擦磨损试验机和台阶仪检测了喷焊层的耐磨性能。结果发现:铁基合金层主要由α-Fe、γ-Fe和(Cr,Fe)3C组成,纳米NbC添加量从1%增加至5%,喷焊层的显微组织发生明显细化,硬度和耐磨性能均明显提高。含5%纳米NbC的喷焊层表面硬度最高(达720 HVO.3),摩擦因数最小(0.57),磨痕最浅(17.93μm),磨损机制从疲劳剥落转变为磨粒磨损。纳米NbC的加入有助于提高低碳钢喷焊的铁基合金层的硬度和耐磨性。