1. 研究目的与意义（文献综述）

高铬合金铸铁是继普通白口铸铁、镍硬铸铁发展起来的第三代白口铸铁, 由于高铬铸铁金属组织的特点使得高铬铸铁比普通铸铁具有高得多的韧性、高温强度、耐热性和耐磨性等，被誉为“第三代金属抗磨材料”^[1,2,3]。但是高铬合金铸铁在铸造过程中容易产生缺陷，影响到高铬合金铸铁的使用。高铬合金铸铁在高温下浇注并补充不充分时，会出现大量肉眼就可看到的针状晶体，晶体之间有显微空隙，与疏松类似，这些部分在磨损中容易从本体脱落，造成磨损加剧。另外，高铬铸铁在铸造过程中会产生很大的铸造应力，甚至产生热裂纹。这些缺陷会对承力构件的疲劳寿命造成一定程度的影响^[4,5]。高铬合金铸铁通常需要在温度高、承受载荷大的环境下工作,经受严重的冷热疲劳和摩擦磨损作用, 因而其表面经常发生磨损、剥落和龟裂等破坏, 严重时将导致零部件断裂^[6,7,8]。

目前，对于高铬合金铸铁，人们更多地是从其成分、微观结构以及热处理等方面出发来提高高铬合金铸铁的性能。龚沛等人^[9]通过正交实验法得出，当高铬合金铸铁的碳含量为2.7%、铬含量为18%时，高铬铸铁硬度和冲击韧度较高，可分别达到62 hrc和8.2 j·cm ^-2。另外，高铬铸铁耐磨性还会受基体相中奥氏体与马氏体比例的影响，马氏体含量过高容易导致基体表面的断裂，并且在细长碳化物柱状结构垂直于磨损表面时，高铬铸铁的耐磨性最好^[10]。高铬铸铁铸态组织是由珠光体 奥氏体 马氏体 碳化物组成的，适当的热处理可显著提高高铬铸铁的硬度和冲击韧度，并且其硬度和冲击韧度随淬火温度升高而增大，在950℃时达到最大值，分别为62.2hrc和8.3 j·cm ^-2[11]。

由于高铬合金铸铁在铸造过程中易产生缺陷，废品率高，并在使用过程中表面易产生磨损，影响其寿命和使用性能，所以高铬合金铸铁的修复也开始得到很多的关注。高铬合金铸铁通常借助修补胶或补焊的方式来进行表面修复，前者操作简单且对基体组织无影响, 但具有明显的修补痕迹, 修补部分和基体的硬度和耐磨性具有很大差别，不适合应用在高耐磨的场合；后者不但没有明显的修补痕迹, 而且修补部分和基体组织的硬度和耐磨性差别较小^[6]。由于高铬合金铸铁强度高、塑性差、对冷却速度敏感，在焊接中极易生成合金渗 碳体和珠光体的混合组织、马氏体及其它淬硬组织；焊缝塑性差及冷却速度较快，在焊缝区易产生裂纹，因而高铬合金铸铁的焊接性较差，用常规的补焊方法是不能满足修补要求的^[6]。堆焊是用焊接工艺将填充金属熔覆在零件表面的技术，采用这一技术可以充分利用填充金属的优势，改变零件表面的化学成分和组织结构，获得特定的表面性能和表面尺寸，在零件的修复等方面具有重要的经济价值，因而得到越来越广泛的应用^[12,13,14]。目前国内外市场上的高温耐磨材料主要有三类：钴基、镍基和铁基高温耐磨堆焊材料^[15]。钴和镍都属于贵重金属，成本高，导致其在生产应用上受到很大的限制，所以实现铁基高温耐磨堆焊焊条对高铬合金铸铁缺陷进行补焊很有必要^[16]。由于碳化钨焊条以其优良的耐磨料磨损性而著称，可广泛应用于各种磨料磨损的场合^[17]，所以本实验拟采用铁基碳化钨焊条对高铬合金铸铁缺陷进行补焊，实现高铬合金铸铁缺陷的功能性修复。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

本实验采用铁基碳化钨焊条对高铬合金铸铁缺陷进行手工电弧补焊，实现高铬合金铸铁缺陷的功能性修复。

2.2 研究目标

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第8－11周：金相分析与性能测试。

第12－14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘晨,潘保良.高铬铸铁件的生产应用技术综述[j].云南冶金,2006(05):85-92.

[2]mehdi mazar atabaki,sajjad jafari,hassan abdollah-pour.abrasive wearbehavior of high chromium cast iron and hadfield steel-a comparison[j].journalof iron and steel research(international),2012,19(04):43-50.

[3]郝石坚.铬白口铸铁及其生产技术[m].北京: 冶金工业出版社，2011.