[发明专利]芯棒堆焊修复方法及芯棒堆焊层组织结构

权利要求书

1.芯棒堆焊修复方法，其特征在于，堆焊后试样截面结构由基体，打底层和耐磨层组成，其结合方式为冶金结合，其中，基体采用H13钢；按照下述步骤进行：

步骤1，对芯棒进行超声波探伤，除去芯棒表面的疲劳层及缺陷；

步骤2，使用药芯焊丝对芯棒进行打底层制备，药芯焊丝的元素质量百分数为C 0.05～0.10％、Si 0.45～0.70％、Mn 0.90～1.30％、Cr 13.00～18.00％、Mo 0.09～0.38％、V0.03～0.07％、Ni 0.75～1.30％，其余为铁；预热温度确定为250～300℃，焊道层间温度控制在200～250℃，焊丝直径为1—1.5mm，焊接电流为100～150A，电弧电压为15～30V，焊接速度为5—10mm/s，电源极性为直流反接；

步骤3，使用药芯焊丝对芯棒进行耐磨层制备，药芯焊丝的元素质量百分数为C 0.03～0.07％、Si 0.40～0.60％、Mn 1.00～1.35％、Cr 9.50～13.50％、Mo 0.30～0.65％、V0.06～0.15％、Ni 1.15～1.80％，其余为铁；预热温度确定为250～300℃，焊道层间温度控制在200～250℃，焊丝直径为1—1.5mm，焊接电流为100～150A，电弧电压为15～30V，焊接速度为5—10mm/s，电源极性为直流反接。

2.根据权利要求1所述的芯棒堆焊修复方法，其特征在于，在步骤2中，药芯焊丝的元素质量百分数为C 0.06～0.08％、Si 0.50～0.70％、Mn 0.90～1.20％、Cr 15.00～18.00％、Mo 0.10～0.20％、V 0.04～0.07％、Ni 0.8～1.0％，其余为铁。

3.根据权利要求1所述的芯棒堆焊修复方法，其特征在于，在步骤3中，药芯焊丝的元素质量百分数为C0.03～0.05％、Si0.40～0.60％、Mn1.0～1.2％、Cr 10～13％、Mo 0.40～0.60％、V 0.08～0.10％、Ni 1.2～1.60％，其余为铁。

4.根据权利要求1所述的芯棒堆焊修复方法，其特征在于，在步骤2中，预热温度确定为260～280℃，焊道层间温度控制在220～250℃，焊丝直径为1.2—1.5mm，焊接电流为120～150A，电弧电压为20～25V，焊接速度为5—10mm/s，电源极性为直流反接。

5.根据权利要求1所述的芯棒堆焊修复方法，其特征在于，在步骤3中，预热温度确定为260～280℃，焊道层间温度控制在200～240℃，焊丝直径为1.2—1.5mm，焊接电流为100～140A，电弧电压为15～25V，焊接速度为5—10mm/s，电源极性为直流反接。

6.利用权利要求1所述的芯棒堆焊修复方法得到的芯棒堆焊层组织结构，其特征在于，由基体，打底层和耐磨层组成，其结合方式为冶金结合，分为七个区域如下：

H13钢基体即区域1的元素质量百分数，wt％：C 0.32～0.45％、Si 0.80～1.20％、Mn0.20～0.50％、Cr 4.75～5.50％、Mo 1.10～1.75％、V 0.80～1.20％，其余为Fe；H13钢金相组织主要由铁素体+珠光体+碳化物组成；

基体侧熔合区即区域2的元素质量百分数，wt％：C 0.10～0.20％、Si 0.70～0.75％、Mn 0.50～1.00％、Cr 5.50～13.00％、Mo 0.50～1.05％、V 0.15～0.60％、Ni 0.85～0.95％，其余为Fe；基体侧熔合区的组织特点为铁素体+珠光体+局部聚集分布碳化物；

打底层侧熔合区即区域3的元素质量百分数，wt％：C 0.08～0.15％、Si 0.60～0.75％、Mn 1.10～1.20％、Cr 13.00～16.00％、Mo 0.10～0.50％、V 0.06～0.30％、Ni0.85～1.00％，其余为Fe；打底层侧熔合区由粗大的铁素体+珠光体+下贝氏体+碳化物组成；

打底层即区域4的元素质量百分数，wt％：C 0.06～0.10％、Si 0.55～0.65％、Mn 1.00～1.15％、Cr 13.00～16.50％、Mo 0.14～0.30％、V 0.04～0.06％、Ni 0.90～1.20％，其余为Fe；打底层金相组织为粗大铁素体+下贝氏体+碳化物；

打底层与耐磨层熔合区1即区域5的元素质量百分数，wt％：C 0.05～0.07％、Si 0.50～0.60％、Mn 1.10～1.30％、Cr 14.50～16.00％、Mo 0.10～0.35％、V 0.05～0.08％、Ni1.00～1.30％，其余为Fe；打底层与耐磨层熔合区1由铁素体+回火索氏体+少量的碳化物组成；

打底层与耐磨层熔合区2即区域6的元素质量百分数，wt％：C 0.05～0.06％、Si 0.50～0.60％、Mn 1.10～1.30％、Cr 13.00～15.00％、Mo 0.30～0.50％、V 0.07～0.09％、Ni1.20～12.00％，其余为Fe；打底层与耐磨层熔合区2组织为粗大的马氏体+下贝氏体+残余奥氏体+碳化物；

耐磨层即区域7的元素质量百分数，wt％：C 0.05～0.06％、Si 0.50～0.55％、Mn 1.15～1.30％、Cr 10.50～13.50％、Mo 0.35～0.50％、V 0.07～0.09％、Ni 1.25～1.60％，其余为Fe；耐磨层组织由细小针状马氏体+下贝氏体+残余奥氏体+碳化物组成。