什么耐磨焊条质量好

第一篇：什么耐磨焊条质量好

什么耐磨焊条质量好

首先耐磨焊条的型号是从D107到D968，其中以 D812、D968的质量较好。

D107堆焊层金属类型1Mn3 22 用于堆焊或修复低碳钢、中碳钢及低合金钢磨损件的表面，如车轴、齿轮和搅拌机叶片等。

D112堆焊层金属类型2Cr1.5Mn 22 用于受磨损的低碳钢、中碳钢或低合金钢表面堆焊，特别适合于矿山机械与农业机械磨损件的堆焊与修复。

D127堆焊层金属类型1Mn4Si 28 用于堆焊受磨损的中、低碳铜或低合金钢的表面，如车轴、齿轮、搅拌机叶片等。

D132堆焊层金属类型4Cr2Mo 30 用于受磨损的低、中碳钢或低合金钢体表面堆焊，特别适宜于矿山机械与农业机械磨损件的堆焊与修复。

D172堆焊层金属类型4Cr2Mo 40 用于堆焊齿轮、挖泥斗、拖拉机刮板、矿山机械等磨损件。

D212 ：钛钙型药皮的铬钼型焊条，交直流两用，适于单层或多层堆焊各种受磨损的机件，如齿轮、挖斗、矿山机械等。熔敷金属硬度HRC≥55。

高锰钢耐磨焊条: 高锰钢焊条执行的是国家《GB984－85 堆焊焊条》标准,此焊条加工硬化性特别高，堆焊后硬度不高,为HB≥170，但经加工硬化后可达HB≥450-500。适用于严重冲击载荷和金属间磨损工作，如破碎机鄂板、锤头、铁轨道岔等高锰钢件的堆焊。其中有钼提高了抗裂性及耐磨性能。要焊后趁红热立即锤击或水淬以减少裂纹。堆焊高锰钢件要先将磨损处疲劳层铲除。

D256 ：低氢钾型药皮的高锰钢焊条，交直流两用。适用于各种破碎机、高锰钢轨、戽斗、推土机等受冲击而易磨损部位的堆焊。

D266堆焊层金属类型Mn13Mo2 HB170 用于各种破碎机、高锰钢轨、推土机等受冲击而易磨损部分的堆焊。

D276堆焊层金属类型2Mn13Cr13 20 用于堆焊水轮机受气蚀破坏的零件，如水轮机的叶片导水叶等。同时也适用于要求耐磨及韧性高的高锰钢制的堆焊，如螺旋输送机构、推土机刀片、抓斗、破碎刃等。

模具电焊条: 用于制造和修复冲模及各种大中型冲裁修边模的剪切刃口的模具堆焊和修复。（在碳钢基体上堆焊形成冲模刃口可代替整体模具钢）。

D317是低氢钠型药皮的CrWVMo冲模堆焊焊条，采用直流反接。用途: 适用于冷冲模堆焊，也可进行一般切削刀具的堆焊。

D327是低氢钠型药皮CrWMoV冷冲模堆焊焊条，采用直流反接。用途: 用于堆焊各种冷冲模及切削刀具，还可以用来修复要求耐磨损性能较高的机械零件。

D337堆焊层金属类型3Cr2W8 48 用于铸钢或锻钢上堆焊锻模，亦用于锻模的修复。

D397堆焊层金属类型5CrMnMo 40 用于堆焊铸铜或锻铜作坏体的热锻模，也可用于修复5CrMnMo、5CrNiMo制的旧锻模，或堆焊高强度耐磨零件。

D322 ：钛钙型药皮的铬钨钼钒冷冲模焊条，交直流两用。用来堆焊各种冲模及切削刃具。熔敷金属硬度HRC≥55。

D608 ：石墨型药皮的CrMo铸铁焊条，交直流两用。适用于农业机械、矿山设备等承受砂粒磨损与轻微冲击的零件。熔敷金属硬度HRC≥55-63。

D618：是石墨型药皮的堆焊焊条，可交直流两用，堆焊层具有优良的抗泥砂、抗汽蚀能力。用于堆焊随受冲击负荷，但要求具有良好的抗磨料磨损的耐磨件。用途：可用于常温及中温耐泥砂、汽蚀等条件下的零件堆焊，如泥浆泵、螺旋推进器等表面堆焊。堆焊层硬度：HRC≥58(焊态空冷).注意事项： 1焊前焊条须经300℃左右烘焙1小时。25根据被焊工件材质与刚度的不同，采取相应的预热温度及焊接工艺措施。

D638 ：石墨型药皮的高碳高铬铸铁堆焊焊条，交直流两用。适用于堆焊抗磨粒磨损的工作面，如料斗、铲刀、泥浆泵、粉碎机、锤头等。熔敷金属硬度HRC≥60-65。

D646 ：低氢钾型药皮的高铬铸铁堆焊焊条，交直流两用。适于常温或高温耐磨耐腐蚀的工作条件，如水轮机叶片、高压泵零件、高炉料钟等。熔敷金属硬度HRC≥55-60。

D-667：型高铬铸铁耐磨焊条：此焊条可堆焊在低、中碳钢、低合金钢、高锰钢和铸铁零部件表面。能承受高冲击磨损，焊后硬度HRC≥55-65。在500℃高温以下具有良好的耐磨损、耐腐蚀和耐气蚀能力。一般可增加焊件寿命3－8倍。此焊条可多层堆焊，堆焊3层才能达到最好的效果（因为此时堆焊层基本是焊条的成分，母材成分很少）堆焊总厚度以不超过1㎝为宜。适用于堆焊在高温条件下作业的耐磨件（如：环烧炉卸料犁犁头效果较好）。堆焊受强烈冲击下作业的耐磨件（如：矿山和水泥厂的破碎机齿板）与D－266型高锰钢堆焊条配合使用经济性效果更好。此焊条在使用时，要按使用说明，焊前将焊条烘干，对焊件清理预热，焊后缓冷。

D698 ：石墨型药皮的堆焊焊条，交直流两用。用于矿产机械和土泥沙石粉碎强烈磨损部位的堆焊。熔敷金属硬度HRC≥60。

碳化钨合金耐磨焊条:本产品属于堆焊合金耐磨耐冲击焊条，同时具有耐高温性能，以锰钢为焊蕊，焊药以钨铬，硼，锰，钼，等多种金属成份及矿物质组成，交直流两用，可对碳钢，锰钢灰口铸铁，（白口铁除外）母材表面涂焊与焊接，使被焊机件能氶受外界强烈磨擦与冲击，起到延长设备使用寿命，提高产量的作用。该焊条是低氢钠型药皮的铬钼钒型焊条，A与M体混合组织，焊态下硬而韧抗裂性优，采用直流反接，主要用于受剧烈冲击磨损件堆焊。并具有耐冲击、耐热、耐磨性能。对受泥沙磨损和气蚀破坏的水利机械、挖泥斗、橡塑机械、矿山机械零件等，堆焊层无裂纹。堆焊层硬度：HRC60~75。该焊条可堆焊在低、中碳钢、低合金钢上（如A3、Mn13、16Mn、65Mn），也可在某些灰口铸铁上使用.D707：碳化钨堆焊耐磨焊条 ：碳钢芯的低氢钠型碳化钨焊条，直流反接。适于混凝土搅拌机叶片、推土机、高速混砂箱、挖泥机叶片等。熔敷金属硬度HRC≥63-75。

D708：碳化钨堆焊耐磨焊条：含多种耐磨合金材料，直流施焊。适用于堆焊耐岩石强烈磨损的机械零件，如鼓风机叶片、混凝土搅拌机叶片、粉石机锤头、木碳机螺旋等易磨损件的表面修复。熔敷金属硬度HRC≥70。

铸造碳化钨气焊条 : 管内成分为W2C和WC合金颗粒,硬度93HRA熔点1600-1800度,采用氧-乙炔焰堆焊,具有较高的耐磨性.适用于石油钻具,混凝土搅拌叶片、挖泥机叶片、高速混砂箱、木炭机、打井钻头、秸杆还田粉碎机和饲料粉碎机刀片等易磨损件的堆焊

D802 D812：阀门钴基焊条：铸造钴铬钨合金焊芯的堆焊焊条，药皮用浸涂法制成的堆焊用焊条，宜采用直流反接。堆焊金属在1000℃仍具有良好的耐磨性及耐腐蚀性能。用途：适用于高温高压阀门，高压泵的轴套筒和内套筒以及化纤设备的斩刀刃口等部位的堆焊。堆焊层硬度HRC≥40注意事项：

1、焊前焊条须经200℃左右烘1小时以上再行施焊接。

2、焊时尽可能采用短弧，并且焊条与工作保持垂直。

3、根据工作的大小和母材的种类须经300～600℃预热。宜采用小电流短弧焊接。

4、焊后应在600～700℃回火1小时后在缓冷或将工作立即放入干燥和热的沙箱内或草灰中缓冷，以避免裂纹。

5、堆焊层须经粗磨，如发现缺陷时，按上述步骤进行焊补及缓冷。

钴基堆焊焊丝说明：堆焊D802焊丝铸造钴铬钨合金焊芯的堆焊焊丝，焊芯用浸涂法制成的堆焊用焊丝，堆焊金属在1000℃仍具有良好的耐磨性及耐腐蚀性能。用途：适用于高温高压阀门，高压泵的轴套筒和内套筒以及化纤设备的斩刀刃口等部位的堆焊。焊缝金属化学成分（％）C 1.0～1.7 Cr 26.0～32.0 W 7.0～10.0 Mn≤2.0 Si≤2.0 Fe≤3.0 Co 余量堆焊层硬度HRC≥40规格φmm 2.5 3.0

D968 ：石墨型药皮的堆焊焊条，交直流两用。熔敷金属硬度HRC：61~66。

YM602W-Cr-B：石墨型药皮，交直流两用，适用于碳钢、铸钢、锰钢母材的表面涂焊。焊层起到对抗外界高强度磨损的作用，如各种设备上的强烈易磨件。熔敷金属硬度HRC：61~66。

第二篇：铆焊车间质量管理制度

车间质量管理制度

1、接到料单时要认真对图纸相关尺寸详细核对，做到各道工序加工符合图纸尺寸要求，同时在生产过程中质检员要及时巡检、抽检，如有尺寸不符要及时修改。如因操作人员不慎而造成批量不良品，则视批量大小或是否能材料回用而做出相应处罚。

2、下料人员在材料下料完成后，必须在材料上注明尺寸、数量，料单号等。

3、生产人员应保持周边工作环境整齐清洁，对余料或料头要定期整理清点，并请示管理人员指定归类放置。

4、生产人员必须无条件服从管理人员的工作安排，严禁私自做主下料，如因此而造成材料下重或生产混乱的，当视造成损失的程度而处罚。

5、生产人员要严谨核对图纸，零部件图号，了解相关技术参数及技术要求，不得张冠李戴，用错零件或图纸，对于关键尺寸要反复确认，如对图纸或材料有任何疑点或不清楚的地方，必须请示生产管理人员并上报公司相关人员处理。

6、生产人员要本着对公司利益，对产品质量负责任的态度做事，不得马虎推责，对于首件要再次确认相关尺寸，如发现下料尺寸存在问题，应马上反馈。

8、生产人员要严格服从生产安排，按质按期完成当班工作，不得耽误公司的正常生产，违则按公司百分考核处理。

8、每道序工作人员要对产品做好自检工作，无误后转交下道序。

9、焊工组对过程中，必须按图施工，准确地把每一个零件安放到位，方可进行点焊组对。

第十四条 对于不合格的零件未经允许不得擅自使用。

第十五条 在校正过程中必须按图纸的尺寸和检查员的要求去做，校正之后，确认无误请检查员进行终检。

第十六条 对于校正不到位的，每检查出1处扣除2元。

第十七条 对于零件用错，放错位置，气割之后的缺陷必须填平、打磨平整。出现此类情况的，每件扣除10元。

第十八条 焊缝的高度要达到图纸的要求，焊缝宽度要均匀，表面平整光滑。

第十九条 焊缝中不得有气孔，焊瘤，咬肉等现象。第二十条 工件拐角，边角必须焊接到位。第二十一条 不得有漏焊，假焊的现象。第二十二条 工件上的焊渣、飞溅必须清理干净。

第二十三条 以上各项缺陷每发现一处扣除2元，而且必须修复至产品合格。

第二十四条 电焊工必须服从检验员的品质判定，要按检验员的要求去做，违则每次罚款10元。

第三篇：铆焊车间质量管理制度

铆焊车间质量管理制度

第一条 各工序加工时，要认真核对图纸或资料相关尺寸，做到各道工序加工符合图纸或资料尺寸要求，批量较大的材料加工要知会检验员或车间管理人员，在确认后方可批量生产，同时在生产过程中要及时抽检，如有尺寸异动要及时修正。如因作业人员不慎而造成批量不良品，则视批量大小或是否能材料回用而做出相应处罚。

第二条 生产人员在材料加工完成后，必须在材料上注明加工数量，产品型号，图号等。并在料单上作好记录；违则每次罚款5元。

第三条 生产人员应保持周边工作环境整齐清洁，对余料或料头要定期整理清点，并请示管理人员指定归类放置。违则每次罚款5元。

第四条 生产人员必须无条件服从管理人员的工作安排，严禁私自做主下料，如因此而造成材料下重或生产混乱的，当视造成损失的程度而处罚。

第五条 生产人员要严谨核对图纸，零部件图号，了解相关技术参数及技术要求，不得张冠李戴，用错零件或图纸，对于关键尺寸要反复确认，如对图纸或材料有任何疑点或不清楚的地方，必须请示生产管理人员并上报公司相关人员处理。

第六条 生产人员要本着对公司利益，对产品质量负责任的态度做事，不得马虎塞责，对于首件要再次确认相关尺寸及零部件，如发现下料尺寸或零部件存在问题，应马上反馈。

第七条 生产人员要严格依生产安排，按质按期完成零部件制做，不 1

得耽误公司的正常生产，违则每次罚款20元。

第八条 对零部件自检完成后，需知会相关人员到现场检查。

第九条 对于因零部件问题而产生的批量不良，视批量大小，返工难易，影响程度，当对零部件制做人员，检查员，主管做出相应处罚。第十条 生产人员应保持周边工作环境整齐清洁，对余料要即时整理清点，并请示管理人员指定归类放置。违则每次罚款5元。

第十一条 铆工在组对前必须了解铆件的各部位尺寸,如发现问题应及时反馈给检查员及车间管理人员。并必需即时处理。

第十二条 铆工在组对前，对铆件的每个零部件都应该校正，调平，打磨之后方可组对，如果不按要求去做，每发现一处扣除2元，并且要立即改正。

第十三条 铆工组对过程中，必须按图施工，准确地把每一个零件安放到位，方可进行点焊组对。

第十四条 对于不合格的零件未经允许不得擅自使用。

第十五条 在校正过程中必须按图纸的尺寸和检查员的要求去做，校正之后，确认无误请检查员进行终检。

第十六条 对于校正不到位的，每检查出1处扣除2元。

第十七条 对于零件用错，放错位置，气割之后的缺陷必须填平、打磨平整。出现此类情况的，每件扣除10元。

第十八条 焊缝的高度要达到图纸的要求，焊缝宽度要均匀，表面平整光滑。

第十九条 焊缝中不得有气孔，焊瘤，咬肉等现象。第二十条 工件拐角，边角必须焊接到位。

第二十一条 不得有漏焊，假焊的现象。

第二十二条 工件上的焊渣、飞溅必须清理干净。

第二十三条 以上各项缺陷每发现一处扣除2元，而且必须修复至产品合格。

第二十四条 电焊工必须服从检验员的品质判定，要按检验员的要求去做，违则每次罚款

10元。3

第四篇：装焊车间质量管理制度2

装焊车间质量管理制度

一、质量目的要求：

1、正确处理产量与质量的关系,加强生产过程中的控制，组织好自检、互检、并支持质检员的工作，把好质量关。提高车间构件一次报检合格率

2、严格执行工艺要求,掌握车间生产过程的质量情况, 表扬重视质量好的员工，对不重视产品质量的员工进行教育.3、对生产过程中的质量问题和不合格品要分析原因,找出原因,提出改进和预防的办法,防止下次再一次发生.二、生产计划及前道要求

1、计划部门在下达生产任务时,要考虑到材料进度和构件的制作时间,要把质量第一的思想考虑到生产计划中.2、准备车间要及时按照计划要求完成生产任务,分主材,零配件大小分类,钻孔板等分类送与各班组.3、箱体流水线必须对箱体焊缝外观、弯曲、扭曲等质量问题处理完毕后,报给质检员签字后转移到装焊.三、装焊大组长职责制度要求

1、遵守工厂的质量规章制度及有关规定,负责生产过程中的质量控制,以员工的技能水平安排工作。

2、加强对班组生产过程中的员工进行工艺指导和质量指导,组织好自检和

互检,并做好检查记录.定期开展班组质量会议,发挥班组质量管理的作用。

3、组织班组员工对质量问题的分析,找出原因提出改进的方法。严禁弄虚作假，对班组生产的不合格品负主要责任。

4、统计班组人员在生产过程中的质量问题,明确责任人,因质量问题进行处罚。

5、在有隐蔽报检的构件，要提前通知制作人员作为构件的停止点，在报验合格后再进行下一个流程。

6.检查好前道工序的构件和零件，发现问题及时上报。

四、装焊拼装工质量要求

1、在拼装准备前,要看懂图纸及工艺要求,准备开坡口和组立。

2、拼装必须按工艺要求顺序进行，碰到构件的隐蔽焊缝时，必须要进行报验合格后再进行下一道工序。

3、拼装前必须要考虑到焊缝的错位和焊缝的缩收余量。

4、拼装前要对坡口面割渣进行处理干净并打磨出金属光泽。

5、定位点焊长度，间距、焊脚高度要按照工艺要求进行。

6、拼装过程中要注意焊缝间隙要达到工艺要求，整体拼装完毕后要进行自检，特别要注意层高和牛腿的角度及其他零件尺寸，合格后进行互检。

五、焊工焊接工序要求

1、在生产过程中，焊接质量的好坏关系到构件的进度。焊接后质量检查要求有，外观焊缝尺寸缺陷检查、内部UT探伤磁粉检测等。

2、焊丝要严格按照工艺要求的厂家品牌及焊丝的型号。

3、焊前预热，焊后保温。

六、成品报检要求、1.在成品报检前，应按照图纸有无零件漏装，尺寸、弯曲、扭曲检查，超差的要进行校正处理。

2.焊缝外观尺寸质量检查，及各部位的细节处理。3.大组长在最后构件尺寸外观检查后，报于质检员进行报验顺序。

七、在生产过程中容易出现的质量问题的处罚细则如下：（细定）

1、未按工艺要求开坡口或手工切割下料。处罚每次20元

2、坡口切割面质量差多处割痕等质量问题。处罚每次20元

3、现场焊接的坡口面进行补焊的。处罚每次50元。

4、钻孔钻错的或孔距超差过大，需要堵孔重打的。处罚每次50元

5、构件负偏差或制作错误随便补焊或长肉的。处罚每次50元处罚每次100元

6、拼装间隙过大在焊缝中塞条料的。处罚每次20元处罚每次100元

7、定位点焊不规范的。处罚每次20元

10、组立是翼板和腹板焊缝错开没有达到要求的。处罚每次50元

11、引弧板未加或引出长度不够的，马脚未刨除而焊缝已经焊好的。处罚每出10元

12、未经工艺部门同意栓钉手工焊或栓钉补焊较多的。处罚每次100元

13、火工校正导致母材损伤的。处罚每处10元

14、过焊孔割伤的。处罚每处100元

15、耳板和牛退及连接板装错的。处罚每次20元

16、隐蔽工程隐蔽没有报的。处罚每次100元

17、焊接前没有预热的。处罚每次50元

18、尺寸偏差超标，但可以让步接收的。处罚每次100元

第五篇：第二章 耐磨耐高温材料

第二章 耐磨耐高温材料 第一节 耐磨材料

在此主要介绍制造刀具的耐磨材料，常用的耐磨材料有碳化硅、氮化硼、氧化铝和硬质合金。

它们都是硬度大，熔点高的物质，而且在较高的温度下仍能保持足够的硬度和耐磨性。

一、碳化硅（SiC）

碳化硅的晶体结构和金刚石相似，属于原子晶体。它可以看作是金刚石晶体中有半数的碳原子被硅原子所取代。mp=2827℃，硬度近似于金刚石，故又称为金刚砂。

制备，将砂子（二氧化硅）和过量焦炭的混合物放在电炉中加热：

加热 SiO2 + 3C ——→ SiC + 2CO 电炉

制得的碳化硅是蓝黑色发珠光的晶体,化学性质很稳定,即使在高温下也不受氯、氧或硫的侵蚀,不和强酸作用,甚至发烟硝酸和氢氟酸的混合酸(HNO3 + HF)也不能侵蚀它。

但是SiC在空气中能被熔融的强碱或碳酸钠分解: 加热

① SiC+ 4KOH + 2O2-----K2SiO3 + K2CO3 + 2H2O

加热

② SiC + 2Na2CO3-----Na2SiO3 + Na2O + 2CO + C 应用:工业上SiC常用做磨料和制造砂轮或磨石的磨檫表面。

SiC磨料的硬度高,棱角锋利,但性脆,抗张强度小,宜用来磨脆性材料。

常用的SiC磨料有两种不同的晶体,一种是绿SiC,含SiC 97%以上,主要用于磨硬质合金的工具;另一种是黑SiC,有金属光泽,含SiC 95%以上,强度比绿SiC大,但硬度较低,主要用于磨铸铁和非金属材料。

二、氮化硼(BN)BN是白色耐高温的物质,不溶于水,可以由

熔融

B2O3 + NH4Cl--------BN + HCl + H2O 也可B在NH3 中燃烧而制得,BN有两种晶体结构,一种与金刚石相似,另一种与石墨相似,这是由于(BN)n与单质碳(C2)n是等电子体,因此人们根据许多感性知识总结出一条经验规律: 具有相同电子数(全部电子数或价电子数)和相同原子数(H，He，Li除外)的分子或离子，它们的电子式和原子的排列方式相似，性质也相似。这条规律叫做等电子原理。

由于B比C少一个电子，而N比C多一个电子，BN与单质碳电子数和原子数都相等，应该有相似的晶体结构。

通常制得的BN是石墨型的，俗称白色石墨，它是比石墨更耐高温的固体润滑剂。

和石墨转变为金刚石的原理相似，石墨型BN在高温（1800℃）、高压（800 Mpa）下可转变为金刚石型BN。

这种BN中B-N键长（0.156 nm）与金刚石中C-C键长（0.154 nm）相似，密度也和金刚石相近，它的硬度和金刚石不相上下，而耐热性比金刚石好，所以是新型耐高温的超硬材料，用来制作钻头，磨具和切割工具。

三、刚 玉

刚玉是自然界中以结晶状态存在的氧化铝，它的硬度很高，仅次于金刚石和金刚砂。

人工高温烧结的氧化铝称为人造刚玉。刚玉也是常用的磨料，其抗弯强度较大，韧性较好，但硬度较低，适用于磨削抗张强度大和有韧性的材料如碳钢、合金刚等。

刚玉中含有少量其他氧化物质，能呈现不同的颜色。例如，含有少量的Cr2O3时，形成红宝石，含有少量铁和钛的氧化物时，得到蓝宝石。

现在可以用人工方法合成各种宝石，人造宝石常用作机器、仪表中轴承和手表中的钻石。

四、硬质合金

第Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ副族金属和C、N、B等形成的化合物，硬度和熔点等特别高，统称为硬质合金。

下面以碳化物为重点来说明硬质合金的结构、特性和应用。

碳与电负性比碳小的元素形成的二元化合物，除碳氢化合物外，都叫做碳化物。

碳化物有三种类型：

一类是碳和活泼金属形成的碳化物，例如CaC2是离子型碳化物，能和水或稀酸作用，生成碳氢化合物。

CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca（OH）2 CaC2 + 2HCl = C2H2 + CaCl2 第二类是碳和非金属元素硅或硼形成的碳化物，它们是共价型碳化物，在固态时属于原子晶体。

第三类是碳和第Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ副族金属形成的金属型碳化物。

这些过渡金属电负性不太小，不能与碳以离子键或共价键形成结合，但碳原子半径小，可溶于这些过渡金属形成间充固溶体。

在适宜条件下，当碳含量超过溶解度极限时，可出现一种突变，形成间充化合物，使原金属晶格转变为另一种形式的金属晶格，如Fe3C、WC等。

这类金属型碳化物的共同特点是具有金属光泽，能导电传热，硬度大，熔点高，但脆性也大。从几何学方面考虑，要形成简单结构的间充化合物，间充原子和金属原子的半径比必须小于0.59。

C的原子半径为0.077 nm。金属原子的半径应大于0.130 nm。

Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W等都大于0.130 nm，其碳化物的晶体结构与原金属相似。

Cr、Mn、Fe、Co、Ni等原子半径小于0.130 nm，晶格中空隙较小，形成碳化物时，使金属晶格发生较显著的变化，形成复杂结构的间充化合物。这些碳化物的化学键在不同程度上表现出向离子键过渡，因而具有一些接近离子型碳化物的性质。例如，Fe3C的硬度和熔点要低于TiC、WC等，化学稳定性也较差，和稀酸作用生成CH4和H2。

Fe3C + 6HCl= 3FeCl2 + CH4 + H2

与离子型化合物或共价形化合物不同，间充化合物的化学式是不符合正常化合价规则的，间充化合物本身还能溶解其它的组成元素而形成以间充化合物为溶剂的固溶体，其成分可以在一定范围内变化。

同一周期的过渡元素，由第Ⅳ副族开始，从左至右形成的碳化物稳定性依次降低。

例如，第4周期元素中，Ti、V能形成很稳定的碳化物,Cr、Mn、Fe的碳化物稳定性较差，Co、Ni的碳化物就不大稳定，Cu则不能形成碳化物。

这是因为形成金属碳化物的实质是碳原子的价电子进入过渡元素次外层d亚层的空轨道上，金属原子次外层d亚层上电子数越少（d亚层的空轨道越多）该金属和碳结合力就越强，这种碳化物的稳定性也就越高。从原子结构来看，同周期中由第Ⅳ副族开始，从左至右，次外层d亚层的电子数逐渐增加，形成的碳化物稳定性便依次降低。

金属型碳化物是许多合金钢中的重要组成部分，对合金钢的性能有较大影响。例如，一般工具钢当温度达到300℃以上时，硬度显著降低，使切割过程不能进行；但含W 18%，Cr 4%，V 1%的高速钢制成的刀具有较高的红硬性，当温度接近600℃时，仍能保持足够的硬度和耐磨性，因此可在较高的切割速度下进行切割，并提高了刀具的寿命。

这主要是由于高速钢中含有大量W、Cr、V的碳化物。

碳化钛具有高熔点，高硬度，抗高温氧化，密度小和价廉等优点，是一种非常重要的金属型碳化物，并得到了广泛的应用。

除碳原子外，周期表中与碳相邻的氮N原子和硼B原子也能进入金属晶格的空隙中形成间充型碳化物相似的性质：能导电、传热、熔点高、硬度大。

由于N原子半径（0.075 nm）比C原子半径（0.077 nm）还略小些，不仅Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W等能和N形成晶体结构与原金属相似的间充化合物，就是Cr、Mn、Fe、Co、Ni也能和N形成晶体结构与原金属相似的间充化合物，但Mn、Fe、Co、Ni等氮化物的晶格已发生某种程度的变形。

渗氮

B原子半径（0.082 nm）比C原子半径略大，所以硼化物的晶体结构就比较复杂。

常用的硬质合金可分为两大类：

一类是钨钴硬质合金：例如，YG6 是含WC 94%，Co 6%的硬质合金，其中Co起粘合剂的作用，钴含量越高，韧性越好，能抗冲击，但硬度和耐热性降低。

另一类是钨钴钛硬质合金：例如YT14是含WC 78%、TiC 14%、Co 8%的硬质合金，加入Ti能提高合金的红硬性，在1000～1100℃时还能保持其硬度。硬质合金刀具的切削速度可比高速钢刀具提高4～7倍，所以硬质合金是制造高速切削和钻探等工具主要部分的优良材料。

钢铁制件在化学热处理过程中，使碳、氮或硼等渗入低碳钢的表面，能在钢的表层生成具有高硬度和耐磨性的碳化物，氮化物或硼化物，而钢的内部仍保持塑性和韧性。

近年来制成一种新型工具材料--钢结硬质合金。它是以TiC、WC等碳化物为硬质材料，用铬钼钢或高速钢作“粘合剂”而制成的。它兼有硬质合金和钢的性能，既有一般合金钢的可加工、热处理、焊接的性能，又有硬质合金的高硬度、高耐磨性等优点，克服了工具钢不耐磨和硬质合金难加工的缺点，而且成本较低，是很有发展前途的材料。另外，通过气相沉积的方法在合金钢表面涂一薄层耐磨的TiC或TiN涂层以形成涂层硬质合金，它也兼有硬质合金和钢的性能。

第二节 耐高温材料

一、耐热合金

耐热合金用作各种热机和化工装置的高温部件，是提高这类机械性能和效率不可缺少的材料。

耐热合金应具备以下的性能：

1、在高温条件下，仍有较好的机械性能。

2、组织的稳定性：在高温条件下，不会由于相变而引起韧性或断裂强度降低。

3、耐高温腐蚀、高温时能抵抗周围介质中氧气、硫和其他杂质的腐蚀。

第Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ副族元素是高熔点金属。因为这些元素原子中未成对的价电子数很多，在金属晶体中形成了坚强的化学键，而且它的原子半径较小，晶格结点上粒子间的距离短，相互作用力大，所以熔点高，硬度大。

耐热合金主要是Ⅴ～Ⅶ副族元素和第Ⅷ族元素形成的合金。按化学成分可分为铁基合金、镍基合金、钴基合金和铬基合金等几种类型。

耐热合金钢是以铁为主要成分的铁基合金，耐热合金钢中含有一定量铬，因为铬易形成具有保护性的氧化物，可提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。一般随着铬含量的增多，耐热钢的耐高温腐蚀性相应提高。耐热钢中加入适量的Mo（0.2～2.0%）,对增加蠕变强度是很有效的。

近年来,随着科学技术和工农业生产的发展,对耐热合金的要求越来越高,希望提高使用温度,延长在高温下使用的时间,并减轻质量,因此逐渐从镍铁基合金代替铁基合金。

镍铁基合金含有Ni25～60%和Fe15～60%，还含有Cr、Mo、W、Ti、Nb等元素，增加了高温强度。

在大多数镍铁基耐热合金中，Ni和Fe含量必须保持适当比例，这会影响合金的成本和有效的使用温度范围。

一般来说，Ni含量高则使用温度高，稳定性也得到改善，但成本较高。

二、耐火材料

耐火材料是指能耐1580℃以上的高温，并在高温下能耐气体，熔融金属，熔融炉渣等物质侵蚀，而且有一定机械强度的无机非金属材料。耐火度是材料受热软化时的温度，它是耐火材料的重要性能之一。

常用的耐火材料是一些高熔点的氧化物、碳化物和氮化物。

按耐火度的高低，可分为：

普通耐火材料 耐火度为 1580～1770℃

高级耐火材料 1770～2000℃

特级耐火材料 >2000℃ 按化学性质可分为：酸性耐火材料、碱性耐火材料和中性耐火材料，此外还有碳质耐火材料。

1、酸性耐火材料: 主要成份是一些高熔点的酸性氧化物。

例如SiO2(mp1610℃)能耐酸性物质的侵蚀,但在高温下易和碱性氧化物,熔融的碱或Na2 CO3 发生发应而受到侵蚀。

SiO2 + CaO = CaSiO3 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2↑ 常用的酸性耐火材料有

硅酸 SiO2 >93% 耐火度1670～1710℃ 半硅酸 SiO2 >65% Al2O320～30% 1650～1710℃ 粘土砖 SiO2 50～60% 弱酸性 1650～1710℃

Al2O3 30～48%

2、碱性耐火材料，主要成分是一些高熔点的碱性氧化物。

例如MgO(mp2802℃),CaO(mp2587℃)能耐碱性物质的侵蚀，但在高温下易受酸性物质的侵蚀： MgO + SiO2 = MgSiO3 CaO + SiO2 = CaSiO3

常用的碱性耐火材料有

镁砖 MgO >87%（镁砂）耐火度2000℃

铬镁砖 MgO >30-70% Cr2O3>10-30%

3、中性耐火材料：

主要成分是Al2O3(mp2027℃)，Cr2O3(mp2265℃)等两性氧化物，它们在高温条件下显得十分稳定，既不易和酸性氧化物作用，也不易和碱性氧化物作用，因而抗酸碱侵蚀的性能较好。

常用的中性耐火材料有高铝砖

Al2O3>48% 1750-1790℃

刚玉砖 Al2O3>48% 1840-1850℃ 价格较贵 Si3N4

4、碳质耐火材料，主要成分为石墨，碳化硅等。SiC硅>2000℃ 中性 用作小电炉的盖子

石墨砖，中性>3500℃ 在高温下抗氧化性能较差

高熔点氧化物的绝热性良好，很多保温材料（绝热材料）的主要成分就是MgO，Al2O3、SiO2等氧化物。

例如，硅藻土（非晶体SiO2）、石棉（主要成分为CaO、3MgO、4SiO2）等，这些材料密度较小，内部有很多小气孔，易吸附空气，是很好的绝热体。

此外，耐火混凝土也是常用的一种耐火材料，它是用一定量的粒状耐火材料加入胶粘物质（如水玻璃、粘土、磷酸等）和水配成的混合物，由于具有很强的粘合性，且在高温下可烧结成致密、坚固的硬块，常用作砌炉时的粘合剂。

三、金属陶瓷

有一种陶瓷刀具是用微细的Al2O3和10%粘合剂的混合物在不活泼气氛（如稀有气体、N2等不易与其他物质发生化学作用的气体）中，于高温下烧结制成的。它的优点是高温硬度较高，到1100℃时仍保持高硬度。其抗弯程度在低温下虽较差，但随温度升高抗弯强度降低较少，因而对高速切削很有利。

近年来随着火箭、人造卫星及原子能等尖端技术的发展，对耐高温材料提出了新的要求，希望能在高温时有很高的硬度、强度，经得起激烈的机械震动和温度变化，又有耐氧化腐蚀、高绝缘等性能。无论高熔点金属或陶瓷都很难同时满足这些要求。

金属易导电，传热，在高温时易氧化；陶瓷强度，韧性较差，在机械震动下脆裂，金属陶瓷是陶瓷相和粘结金属相所组成的非均质的复合材料。

陶瓷相是Al2O3，ZrO2 等耐高温氧化物，有时采用几种固熔体；

粘结金属相是某些耐高温金属如Cr、Mo、W、Ti等。将他们研细，混合均匀，加工成型后在不活泼气氛中再烧结，就制得金属陶瓷。它兼有金属和陶瓷的优点，密度较小，硬度较大，耐磨，导热性较好，不会由于骤冷骤热而脆裂。另外，在金属表面加涂一层气密性很好的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀，涂层的成分主要是ZrO2、TiO2、Al2O3、SiO2等。

火箭、导弹和超音速飞机的外壳、燃烧室和尾喷口等处的温度往往高达几千度，没有一种金属或合金能长期承受这样的高温，因此必须通过绝热的办法，使这些部位的金属部件保持较低的温度。为此，利用熔点高，传热性小的陶瓷材料（如氧化铝、氧化锆和氧化镁），使之在金属表面上形成具有无数小孔的涂层，由于小孔内吸附空气，因此具有很高的绝热性能。

四、碳纤维

碳纤维是一种由碳元素组成的，结构象人造丝，合成纤维一样的纤维状材料，它是一种强度比钢大，密度比铝小的新颖材料。

碳纤维有很多宝贵的电学、热学和力学性能，在现代科学技术、现代工业和现代国防的发展中起着重要的作用。

碳纤维目前还不能直接从炭或石墨抽丝制造，它是将有机纤维（如尼龙、丙纶或人造棉等）放在惰性气体中，在保持原纤维形状的情况下烧制而成的。

有机化合物主要有C、H、O、S、N等元素组成，在缺氧的情况下加热时，其中除C以外的元素都分解逸出，制得只含碳元素的材料，所以，合成纤维或人造纤维在隔绝氧的条件下加热，就可转变成碳纤维。

碳纤维的种类很多，由于采用的原料和制造工艺的不同，制得的碳纤维性能也不同。

按制造工艺，碳纤维可分为碳纤维和石墨纤维。有机纤维在2000℃以下碳化而制得的纤维称碳纤维。这类纤维由于处理温度较低，成本较低，含碳量也较低，约为75-95%，晶体结构没有变成石墨型，属于无定形碳，因此称碳纤维。有机纤维在2000℃以上的高温下碳化而制得的纤维称为石墨纤维，其含碳量很高，约为98-99%，晶体结构与石墨相似。按性能的不同碳纤维还可分为普通碳纤维和高弹性模量、高强度碳纤维。

有机纤维在不加张力的情况下，碳化制得的是普通碳纤维。这类纤维的制造成本较低，但是强度和弹性模量不高，只能用于高温电路的保温材料及一般的防腐蚀材料。

有机纤维在受热过程中都要产生收缩，扰乱和破坏了纤维内部分子整齐有序的排列，这样制得的碳纤维弹性模量和强度都不高。

若在制造过程中，一面加热，一面施加张力，使纤维不产生收缩，保证纤维内部分子趋向于整齐有序的排列，这样制得的碳纤维弹性模量和强度都很高，称为高弹性模量、高强度碳纤维。制造过程中的温度越高，生成的碳纤维弹性模量也越高。

弹性模量是表示材料受力后产生变形大小的一个力学性能指标。材料受力后产生的变形越大，说明它抵抗变形的能力越差，弹性模量越低。

弹性模量越高的材料越能承受大的外力。强度是表示在外力作用下，材料抵抗断裂破坏能力大小的力学性能指标。使材料断裂破坏时需要的力越大，强度就越高。

在现代工业技术应用中往往要求材料既坚固耐用又轻巧，这样就要考虑单位质量材料的弹性模量和强度。

把弹性模量和抗性强度分别除以密度所得的值称为比弹性模量和比强度。

碳纤维的比强度是钢铁的16倍，铝合金的12倍。比弹性模量也较钢铁或铝合金大4-5倍。由于碳纤维的比强度和比弹性模量特别高，所以要求减轻自重的物体如飞机、宇宙航行器，船舶等机械设备就有更大的意义。

碳纤维能耐低温，在-180℃的低温下，许多材料变得很脆。甚至钢铁比室温时玻璃更易破碎，而石墨纤维材料却依旧柔顺。

碳纤维也耐高温，在3000-4000℃高温下，在没有氧气存在的情况下，性能依旧不变。一般材料的强度随温度升高要大幅度降低，碳纤维材料是唯一的在高温下随温度升高而强度增大的材料。

碳纤维虽有不少优异性能，但也存在一些缺点，一个缺点就是抗氧化性差，另一个缺点是在断裂破坏之前没有明显的征兆。

把碳纤维埋在磨到一定细度的硅粉中，在惰性气氛中加热到硅的熔点，表面就生成碳化硅涂层，碳化硅是高温下抗氧化性能最好的材料之一，这样可大大改善碳纤维的抗氧化性。

把高强度纤维材料和一些可塑性好，整体性强的基体材料结合在一起形成了复合材料。常用的基体材料有金属、塑料、陶瓷、水泥等。

碳纤维和基体材料制成的复合材料中，碳纤维不仅起到钢骨水泥中钢筋那样的增强作用，而且因为碳纤维被基体材料包裹住，克服了高温下易被氧化的缺点，充分发挥了碳纤维的耐高温特性。

碳纳米管