NbC添加量对风电部件用316L熔覆层组织及耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了316L+x%NbC(x=0,5,10,15)熔覆层,研究了NbC含量对熔覆层相组成、微观形貌、显微硬度及磨损行为的影响。结果表明,NbC含量为5%～15%时,熔覆层相组成为NbC、Cr₇C₃和γ-Fe;添加NbC后,316L基体组织显著细化;少量Nb元素固溶在γ-Fe相中,形成间隙固溶体。添加NbC,熔覆层显微硬度、耐磨性大幅提升,摩擦因数、磨损率显著下降,其中316L+15%NbC熔覆层显微硬度高达381HV_0.3,平均摩擦因数为0.437(比316L熔覆层降低了41%),磨损率为2.95×10⁶μm³/(N·m)(约为316L熔覆层的50%)。     

K360耐磨钢PK-Y25堆焊层的摩擦磨损特性

利用药芯焊丝对已磨损的K360耐磨钢进行CO2气体保护堆焊修复,并采用不同硬度的23MnNiMoCr54高强钢与堆焊层配副进行对磨试验：结果表明,随着对磨材料硬度的提高,摩擦副的摩擦系数变化较小,磨损量逐渐变小,磨损面较光滑,其磨损机理主要为显微切削。由于堆焊层对不同硬度的对磨材料都造成了较严重的磨损,因此其不适合作为K360耐磨钢的堆焊修复材料。     

低合金抗裂耐磨堆焊焊条的研制

针对耐磨料磨损的使用条件,采用正交试验方法优化设计低合金耐磨损抗裂堆焊焊条,通过硬度、金相组织、耐磨性、抗裂性等试验,分析堆焊层的显微组织结构。试验结果表明,堆焊层组织为混合型马氏体和少量残余奥氏体+弥散分布的一次NbC,低碳马氏体和高碳马氏体数量相当。堆焊层硬度达到HRC58,具有高的耐磨性,且该焊条具有较高塑韧性,堆焊层抗裂性高,焊前不预热,焊后不缓冷,连续堆焊不产生裂纹,达到了研究目标的要求。     

镍基合金等离子弧堆焊组织结构和显微硬度

应用光学金相、扫描电镜、X-射线衍射和显微硬度测试等手段,研究镍基合金等离子弧堆焊组织的结构和显微硬度以及时效过程中的物相和显微硬度变化。结果表明,合金层主要是由γ(Ni),Cr7(c,B)3,CrB和Ni3B等构成,表现出亚共晶的组织形态。时效过程中发生了由Cr7(C,B)3向Cr23(C,B)6的转变,时效后显微硬度平均提高约15％。时效过程中新相的析出、物相类型的转变和聚集长大是堆焊层显微硬度发生变化的原因。     

时效处理对Co基合金堆焊重熔层组织和性能的影响

通过金相、扫描电镜显微组织分析, 显微硬度测定, 高温磨损试验, 对经不同工艺参数时效处理的Co基合金堆焊重熔层进行了分析研究。结果表明, 堆焊重熔层组织主要是细小的等轴状枝晶γ-Co及其间分布的共晶组织; 经时效处理后, 主要是γ-Co基体上弥散分布着合金碳化物和骨架状的共晶组织。在时效处理时, 随着时效温度的不断提高, 堆焊重熔层表面硬度随之升高, 在900 ℃时硬度达到最大值, 然后急剧下降; 相比较, 经长时(12 h)时效处理的堆焊重熔层硬度高于经短时(6 h)时效处理。经时效处理的堆焊重熔层高温耐磨性均优于未经时效处理的堆焊重熔层, 并且经短时(6 h)时效处理的堆焊重熔层的高温耐磨性好于经长时(12 h)时效处理。     

刮板输送机中部槽堆焊修复的质量特性

实际工况下堆焊修复的中部槽往往使用寿命低,旨在提高刮板输送机的工作可靠性和安全生产周期。利用金相光学显微镜、扫描电镜(SEM)及X射线衍射仪等,研究了堆焊层的显微组织、熔覆层成分和物相图谱(XRD)、硬度、冲击韧性等特性。结果表明:焊接母材、焊接材料、堆焊修复工艺、焊接方法等是质量技术关键。提出了改进意见。     

堆焊工艺参数与碳化钨含量对镍基碳化钨涂层性能的影响研究

以Ni35复合WC粉末为原料,采用等离子堆焊工艺在Q235A低碳钢表面制备了镍基复合碳化钨涂层,研究了焊接电流、WC含量对复合涂层性能的影响。结果表明,降低堆焊电流,减少热量输入,可以有效防止WC沉积。在研究范围内,WC含量低的样品WC沉积明显,而WC含量高的样品中WC分布较均匀。Ni35复合WC涂层相组成主要为γ-Ni(Cr,Fe)相、γ-(Ni,Fe)基体相,第二相WC,弥散相Cr₃C₂、Cr₇C₃、FeNi₃和W₂C。在焊接电流一定时,随着WC含量增加,堆焊涂层硬度增大; 涂层中WC含量相同时,随着堆焊电流降低,涂层硬度上升。在大焊接电流(210 A)下,随着镍基涂层中WC含量增加,样品磨损量逐渐增大; 在小焊接电流(195 A)下,随着WC含量增加,样品磨损量降低; 当涂层中WC含量相同时,随着堆焊电流降低,样品磨损量降低。     

扫描速度对车用316L不锈钢熔覆层组织及力学性能的影响

采用不同激光扫描速度在304不锈钢表面制备了316L熔覆层，通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及显微硬度计分别对316L熔覆层宏观形貌、相组成、微观组织及显微硬度进行研究。结果表明，316L熔覆层呈单相奥氏体结构，随着扫描速度升高，激光功率密度降低，热输入减小，冷却速度加快，熔覆层晶粒尺寸减小。熔覆层显微硬度与扫描速度成正相关，其中扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层显微硬度最高，为275HV_0.3。熔覆层显微硬度的升高是晶格畸变导致的固溶强化和细晶强化的协同作用引起的。磨损试验结果表明，316L熔覆层平均摩擦系数显著低于304不锈钢基体，扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层摩擦系数为0.424,磨损率为2.29×10^-6mm³/(N·m),磨损机理为磨粒磨损。     

刮板输送机中部槽耐磨焊条研究

通过对 3种耐磨焊条的金相组织分析 ,X -射线物相分析 ,宏观及显微硬度分析对比 ,选择了Cr-W -B -Nb型耐磨堆焊焊条 ,堆焊层组织为马氏体加残余奥氏体加碳化物 ,其堆焊层硬度高达HRC66。     

不同时效处理对堆焊层的硬度和耐磨性影响

研究了2种不同堆焊材料的堆焊层，随不同温度，不同时间时效处理的组织和性能变化，并采用SEM对其磨损表面微观形貌进行了观察和分析，试验结果表明，不同焊材堆焊层，焊态时硬度高但耐磨性低，堆焊层的焊态与经560℃时效态相比，焊态时的耐磨性较差；相同时效温度（560℃），长时时效硬度比短时时效态低，但其耐磨性优于短时时效态。     

Ni对铁基合金粉块氩弧堆焊层组织和性能的影响

通过氩弧焊在基体材料Q235钢板上熔敷铁合金混合粉末压块,研究了压块成分及堆焊工艺对堆焊层组织及性能的影响。结果表明:在固定压块粉末总质量为16 g、镍铁含量为0.64 g、堆焊电流为180 A时,堆焊层的硬度最大,达到HRC48.9;耐磨性最高,相对磨损量为0.013 4 g/(cm^2·min)。     

Mo对铁基合金激光熔覆层组织与性能的影响

采用半导体激光器激光熔覆含有10%Mo的铁基合金熔覆层,借助Leica DM2700M金相显微镜、HVS-5Z数显显微硬度计、WTM-2E可控气氛微型摩擦磨损试验仪、FA2004B高精度电子天平对熔覆层的组织、硬度、摩擦因数及失重量进行了分析。实验结果表明:Mo单质的添加明显增加熔覆层组织的结核率,细化熔覆层组织;Mo单质的添加增强了熔覆层变形的位错阻力,提高了熔覆层的硬度,最高硬度达到HV774;添加Mo单质能够提高熔覆层的变形能力,降低熔覆层的摩擦因数,并且熔覆层组织细化和均匀性提高了摩擦因数的稳定性。熔覆层的失重量远小于基体的失重量。     

激光熔凝对生物可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金组织和性能的影响

通过激光熔凝技术,在可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金表面制备了一层熔凝层,并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高速往复摩擦实验机、显微硬度计、电化学工作站和浸泡实验系统评估了熔凝层的微观组织、摩擦磨损性能、硬度和腐蚀行为。结果表明:铸态和激光熔凝试样均主要由α-Zn基体相、Mg2Zn11和FeZn13相组成。激光熔凝层组织较锌合金基体致密且FeZn13第二相趋于圆整和细化。在Hank’s溶液中的摩擦磨损实验表明,激光熔凝试样的摩擦系数为0.821、磨损损失为1.7 mg,相对于铸态试样具有更低的摩擦系数和磨损失重量。腐蚀磨损机理主要为犁削和轻微的磨粒磨损;激光熔凝试样在Hank’s溶液中的腐蚀电位为-1.030 V vs.SCE、腐蚀电流密度为37.4μA/cm2、腐蚀速率为498.0μm/a,相对于铸态试样具有更正的腐蚀电位、更低的腐蚀电流密度和腐蚀速率。激光熔凝试样在Hank’s溶液中浸泡30和90 d后的降解速率分别为39.2和28.7μm/a,较铸态试样分别降低了9.4%和3.7%,表现出更优异的耐腐蚀性能。     

铁基激光熔覆层的微观结构和摩擦磨损性能研究

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。     

铜锰铝合金在不同腐蚀介质中的摩擦磨损性能

用304不锈钢球和氧化铝球做对偶件,研究了铜锰铝合金在H2SO4、NaCl和NaOH溶液中的摩擦磨损性能.结果表明,以不锈钢球为对偶件时,在H2SO4溶液中合金产生了严重的黏着磨损,摩擦因数大;在NaCl溶液中合金磨损表面产生氯脆,导致表层材料脆性剥落;在N aO H溶液中合金发生了溶解和氧化反应,磨损机制为腐蚀+磨粒...     

45钢曲轴表面修复研究

通过热喷涂、冷焊、电刷镀3种修复试验对正火态45钢进行表面修复,根据其修复工艺及厚度,对各修复层的金相显微结构、维氏硬度、结合强度、耐磨性能等进行对比分析,结果表明:超音速镍基自熔性合金粉末喷涂层的结合强度相对较低,快速镍刷镀层的耐磨性能相对较差。     

超声辅助对2524铝合金搅拌摩擦点焊组织与性能影响研究

采用光学金相显微镜、拉伸试验机、显微硬度仪、扫描电镜等研究了超声辅助对2 mm厚2524铝合金板材搭接搅拌摩擦点焊焊接接头组织与力学性能的影响。结果表明,施加超声后,接头有效连接宽度由1 763 μm提升至2 399 μm,热机影响区畸变程度降低,焊核区晶粒明显细化,断口韧窝更细小、均匀,第二相粒子分布更均匀、弥散。接头显微硬度从焊核区到母材区呈现先降低后回升的趋势,施加超声后焊核区内显微硬度略有提升,但幅度不大。接头最大剪切拉伸载荷从未施加时的4 246 N增至5 267 N。     

QPQ处理工艺对F690钢渗层微观结构及磨蚀性能的影响

利用QPQ技术对F690海工钢进行盐浴复合强化处理,考察了碳氮共渗温度和时间对F690钢渗层组织、相结构及硬度、腐蚀磨损性能的影响。结果表明:经过QPQ处理后,F690钢表面形成由Fe₃O₄氧化层、Fe₂C/Fe₂N化合物层及扩散层组成的渗层,且渗层组织平整均匀。随着QPQ处理温度升高和时间延长,渗层厚度增加,渗层硬度均呈先增大而后减小的变化规律;当共渗温度为570 ℃、时间为60 min时,F690钢的渗层硬度达854HV,较F690钢硬度提高1.7倍。与F690钢相比,3.5%NaCl介质下渗层的自腐蚀电流密度降低了一个数量级,腐蚀速率降低了86.71%,摩擦系数下降约12%,磨损率显著降低。     

铜基复合材料受电弓滑板摩擦磨损及电阻率的研究

针对目前受电弓滑板与接触网导线构成的特殊摩擦副存在磨损严重、电弧敏感度高、机械性能较差的缺陷, 研制了一种具有减摩耐高温和导电性能优良的耐热铜基受电弓滑板材料。采用MG-2000型高速高温摩擦磨损试验机, SX1934(SZ-82)数字式四探针测试仪, XJL-03型金相显微镜, JSM-6700F扫描电镜等仪器测试并分析了其热摩擦磨损、电性能及显微组织。结果表明: 添加改性PI树脂在300 ℃环境温度下摩擦60 min平均磨损量和摩擦15 min的摩擦系数分别为4.6×10^-5 g/m和0.112,低于改性前的13.8×10^-5 g/m和0.114, 而且电阻率为3.3 μΩ·m, 要小于同类复合材料电阻率(10 μΩ·m)。