通过对无Cr型药芯焊丝合金体系的设计，以正交试验方法对堆焊金属的硬度、耐磨性、抗冲击性能开展试验研究，通过优化原料合金组分获得药芯焊丝堆焊熔敷金属最佳合金元素含量，开发出的无Cr型药芯焊丝堆焊金属的硬度为HRC68；其相对耐磨性是典型高碳高铬堆焊金属HF-63T 的1.46倍，是Q235钢的12.57倍；非标抗冲击性能试验结果表明本研究无Cr型药芯焊丝堆焊金属抗冲击性能优于高碳高铬型堆焊金属，该三项性能均满足项目规定的技术指标要求。本文合金元素匹配关系及对堆焊熔敷金属各项性能影响的试验研究结果表明，在本研究的C-Ni-Nb-B-Ti合金体系药芯焊丝组分中，碳化硼对综合性能的影响最大，碳化硼的含量变化无论对硬度、耐磨性还是抗冲击性能的改变都起重要作用，其他组分对综合性能影响由大到小排列为钛铁、石墨、镍粉、铌铁。堆焊金属组织结构及作用机理研究结果表明，无Cr型Nb-Ni-Ti-B强化高耐磨药芯焊丝堆焊熔敷金属金相组织为条状Fe2B初生相+块状（NbC+TiC）析出相+Fe-C化合物为主夹杂B-C、Fe-B化合物组成的絮状共晶组织，主要耐磨强化相为Fe2B、NbC、TiC，其中Fe2B含量在17～21%、NbC含量在7～10%、TiC含量在0.5～1%，堆焊金属组织中的大量Fe2B初生相构成抗磨损的基本骨架，其内部产生的一些细小裂纹，可释放部分堆焊金属的内应力，避免堆焊层更大裂纹的产生，有利于抗剥落性能的提升，NbC相弥散分布在Fe2B初生相之间和初生相上阻止了Fe2B初生相的长大，避免了一次相Fe2B组织过于粗大，NbC相在进一步提高堆焊金属硬度和耐磨性的同时也改善了堆焊金属的抗冲击性能。此外，本文还开展了药芯焊丝保护渣系的研究、焊接工艺参数试验研究等，给出了批量生产的工艺条件及生产工艺、产品的用户使用报告及相关生产质量保证体系程序文件和作业文件等，开发出的新型无Cr耐磨堆焊药芯焊丝，各项指标均达到了项目规定的考核指标要求。

哈尔滨焊接研究院有限公司

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。