原位自生TiC颗粒增强金属基复合材料涂层的组织与性能

以Ni60A、Ti粉和C粉为原料，采用高频感应熔覆技术。在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织、结构和性能进行了分析。结果表明，熔覆层与基体呈冶金结合，无裂纹、气孔等缺陷；熔覆层组织由γ-Ni、M23C3、TiC组成，TiC大部分呈方块状，少部分呈花瓣状，颗粒尺寸为0.5-1.0μm，均弥散分布于熔覆层中，涂层的显微硬度可达980-1000HV0.2。     

16Mn钢表面TIG熔覆制备陶瓷颗粒增强层

以金属Ti粉和硼铁粉作为预置粉末,利用氩弧熔覆技术在16Mn钢表面制备了TiB2、TiC颗粒增强熔覆层.利用X射线衍射仪、扫描电镜对熔覆层的物相、微观形貌及TiB2、TiC增强颗粒的分布进行了分析,利用显微硬度计对熔敷层横断面的硬度进行了测试.结果表明:熔敷层成形良好、致密,无气孔、裂纹等缺陷,与基体呈冶金结合;熔覆层中形成了大量的TiB2、TiC陶瓷增强相,增强相呈细小颗粒状,弥散分布在o铁素体基体上,起弥散强化作用;铁素体在颗粒增强熔敷层中起到良好的粘结TiB2、TiC陶瓷颗粒的作用,使熔覆层具有良好的韧性及与硬度配合;熔覆层表面的最高硬度可达8.8 GPa,是基体的3.7倍.     

氩弧反应熔覆TiC/Ni复合涂层的组织与性能研究

利用氩弧熔覆技术,以Ni60自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料,在45增强相的Ni基复合涂层.利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,利用显微硬度仪测试了熔覆层显微硬度,用自制磨损试验机对比了熔覆层与淬火回火65Mn钢的耐磨性.结果表明,熔覆层成形良好,无裂纹、气孔等缺陷,与基体呈冶金结合;熔覆层的组织为γ-Ni奥氏体枝晶、CrB、TiB2、Cr23C6、Fe23C6及反应合成的弥散分布的球状TiC陶瓷颗粒;熔覆层显微硬度呈梯度分布,且越靠近基体表面,硬度越低;熔覆层具有优良的耐磨性能.     

氩弧反应熔覆TiC／Ni复合涂层的组织与性能研究

利用氩弧熔覆技术，以Ni60自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料，在45#钢表面原位反应合成了以TiC颗粒为增强相的Ni基复合涂层。利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织，利用显微硬度仪测试了熔覆层显微硬度，用自制磨损试验机对比了熔覆层与淬火回火65Mn钢的耐磨性。结果表明，熔覆层成形良好，无裂纹、气孔等缺陷，与基体呈冶金结合；熔覆层的组织为γ—Ni奥氏体枝晶、CrB、TiB2、Cr23C6、Fe23C6及反应合成的弥散分布的球状TiC陶瓷颗粒；熔覆层显微硬度呈梯度分布，且越靠近基体表面，硬度越低；熔覆层具有优良的耐磨性能。     

La2O3对激光熔覆Fe基合金熔覆层显微组织的影响

采用CO2激光器通过同轴送粉方式，在16Mn钢基材上制备了添加La2O3后的铁基合金熔覆层。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDAX)和X射线衍射(XRD)分析研究了不同稀土加入量对熔覆层组织形貌、元素分布和相组成的影响，并利用显微硬度计测量熔覆层的硬度分布，同时还研究了稀土对熔覆层夹杂物的影响。结果表明，熔覆层中的主要相组成为了(Fe，Ni)，稀土的加入，细化了晶粒，净化了晶界，提高了熔覆层的硬度，并且使组织趋向均匀。     

低合金钢表面Fe基B4C耐磨涂层组织与性能

目的在低合金结构钢表面制备一层高硬度、高耐磨的铁基陶瓷颗粒增强层,并研究熔覆层的微观结构及性能。方法利用等离子熔敷技术,在16Mn钢基体上熔敷Fe58合金粉与B_4C陶瓷粉的混合粉末。结果在16Mn钢表面成功制备了高硬度、高耐磨的铁基陶瓷颗粒增强层,陶瓷颗粒增强层致密、均匀、无气孔、无裂纹,且与基体结合良好。XRD及SEM结果表明,熔覆层生成了细小、均匀的碳、硼化物增强相,熔覆层与基体的相容性好,界面呈冶金结合,熔覆层的增强相主要有Fe2B、FeB、Cr7BC4、Cr7C3及B_4C相,Fe与B的化合物Fe2B、FeB呈链状沿晶界分布在(Fe,Ni)固溶体上,并与(Fe,Ni)固溶体在晶界形成网状结构。铬的碳、硼化物Cr7BC4和Cr7C3及未完全反应的B_4C陶瓷相,则呈不规则块状和点状在晶内弥散分布。熔覆层断面的显微硬度及表面磨粒磨损测试结果表明,熔覆层断面的显微硬度分布均匀,平均硬度可达11.9GPa,是16Mn钢基体的7.95倍,耐磨粒磨损性能是基体的7倍以上。结论晶内弥散分布的B_4C、Cr7BC4和Cr7C3硬质相与晶界成链状分布的Fe2B、FeB共同作用,使熔覆层的硬度、耐磨性明显提高。     

镍基碳化钨合金粉末激光熔覆工艺的研究

采用同步送粉方式在16Mn钢表面熔覆镍基碳化钨合金粉末.通过对不同激光熔覆工艺参数下的宏观形貌以及微观组织进行研究分析,较详细地探讨激光熔覆功率以及扫描速度对熔覆层熔覆质量的影响.通过对不同工艺参数下的熔覆层进行显微组织分析以及EDS能谱分析,对熔覆层微观组织种类、分布以及碳化钨硬质相组织分布不均匀性进行研究,总结出激光工艺参数对熔覆层的影响规律.最后得出镍基粉末+30％碳化钨(钴包WC)粉末在功率3.0kW、熔覆速度1000 mm/min的工艺参数下为最佳熔覆效果.     

感应熔覆Ni基合金／碳化物熔覆层的组织与冲蚀磨损性能

在Ni60A粉末中添加不同含量的Cr3C2-NiCr材料,采用感应熔覆方法在45号钢基体上制备熔覆层,研究Cr3C2-NiCr含量对熔覆层的成型性、显微组织、硬度与冲蚀磨损性能的影响规律.结果表明:当Cr3C2-NiCr含量小于70%时成型性较好;熔覆层与基体可形成良好结合,熔覆层组织呈现树枝晶的形貌特征;当Cr3C2-NiCr含量为40%时,熔覆层的硬度值最大(达580 HV)、冲蚀速率最低(为2.62 mg/mm2.min).     

氩弧熔覆原位自生(Fe, W, Cr)23C6/γ-Ni基复合熔覆层组织与耐磨性能

以W粉、C粉和Ni60A粉为原料,采用氩弧熔覆工艺在Q235钢基体上制备出原位自生(Fe, W, Cr)23C6增强Ni基复合熔覆层.借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及滑动磨损试验机对复合熔覆层的显微组织、硬度、耐磨性进行了研究.结果表明,熔覆层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷,涂层显微硬度的最大可达1213 HV,耐磨性比Q235钢提高18倍,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨损性能.工业试验表明使用该技术在16D、24D叶轮表面制备的耐磨熔覆层,可使其使用寿命提高3倍以上.     

导卫辊用RE-WC-钢结硬质合金覆层材料的组织与性能分析

采用WC粉＋1Cr18Mn8Ni5N和改进的电弧喷涂技术在45钢基体上制备RE-WC．钢基复合涂层．然后利用氩弧熔覆工艺对其涂层进行熔覆，并对其显微组织、显微硬度和相结构进行了分析。结果表明。获得了由弥散分布的强化相增强的熔覆层，强化相主要是WC／W2C；熔覆层与基体之间为冶金结合；熔覆层硬度可达750HV0．1以上。     

不锈钢堆焊层抗磨损腐蚀性能的实验研究

对材料为16Mn钢的连轧机底座的磨损机理进行讨论.在16Mn钢表面进行电弧堆焊1Cr13不锈钢和等离子堆焊铁镍合金粉末,并对堆焊材料进行磨损和抗腐蚀实验.通过分析其磨损量及磨损形貌,得到堆焊层的抗磨损和腐蚀性能,从而寻找出连轧机底座修复的材料和方法.     

氧乙炔火焰喷焊镍基复合涂层的显微组织和腐蚀性能研究

目的 研究Ni60和Ni60WC喷焊涂层的显微组织、防腐和耐磨性能及其腐蚀机理,为恶劣工况下服役的零件选择合适的喷焊涂层提供参考.方法 采用氧乙炔火焰喷焊工艺在16Mn钢基体上制备Ni60和Ni60WC涂层,用X射线衍射仪、金相显微镜和扫描电子显微镜分析了喷焊涂层的相结构和显微组织,并采用电化学工作站、盐雾腐蚀试验机、磨粒磨损试验机测试了两种喷焊涂层的防腐和耐磨性能.结果 喷焊层与基体间都存在冶金结合层和热影响区,Ni60涂层的显微组织为NiCr固溶体基体上弥散分布着大量细小粒状和杆状碳化物和硼化物.Ni60WC喷焊涂层组织中,除了具有与Ni60涂层类似的基体相和细颗粒硬质相外,还较均匀地分布着不同尺寸的WC颗粒.Ni60和Ni60WC涂层的磨损率分别为16Mn钢的8.3％和2.3％,自腐蚀电流密度分别为16Mn钢的1.0％和7.6％.另外,基体相和硬质相之间的电偶腐蚀是两种镍基喷焊涂层的主要腐蚀机理.结论 这两种镍基喷焊涂层均能显著提高16Mn钢的抗磨和防腐性能,其中,Ni60喷焊涂层耐腐蚀性更好,Ni60WC喷焊涂层耐磨损性能更好.     

X70和16Mn钢腐蚀行为比较：Ⅲ.腐蚀磨损

用旋转试片装置和失重法比较X70钢和16Mn钢在含沙溶液中腐蚀磨损行为，研究流速、介质pH值、温度等因素影响.结果表明，2种管道钢存在相同临界流速，045 m/s，高于临界流速时，腐蚀磨损失重明显增加.同时温度升高也使钢的失重增加.此外腐蚀和磨损的交互作用十分明显，尤其在酸性介质中，交互作用影响可占总失重量的80%以上.X70钢抗腐蚀磨损性能较好.原因是X70钢易形成致密保护膜和有较高表面硬度.前者导致在酸性和弱碱性介质中，X70钢的失重较小，只有在强碱性下，二者腐蚀磨损失重几乎相同；后一因素使得X70钢在高流速下有较好抗磨损性.      

热钾碱脱碳液中304不锈钢换热器管束的腐蚀失效分析

热钾碱脱碳液304不锈钢管束再沸器投用2年后发生了腐蚀泄漏，检查发现腐蚀发生在管子与管板之间的缝隙中.用电化学方法和能谱分析技术，对304不锈钢换热管及16 Mn管板在热钾碱脱碳液中的极化行为及管子表面腐蚀区的腐蚀产物进行了分析，结果表明：换热器管束的腐蚀是由于缝隙内外五价钒浓差造成的16 Mn管板的活化—钝化短路电池所引起，缝隙内闭塞电池的形成加速了缝隙内16 Mn的溶解速度，并使缝隙内介质酸化及Cl-等阴离子富集，导致304不锈钢管子的腐蚀.      

16Mn管线钢的焊缝表面冲蚀机理研究

目的在管道工程中,16Mn管线钢异径接头-管体焊缝(简称焊缝)表面冲蚀行为是引发失效的主要原因之一,通过研究焊缝余高和管体流体作用,以此来探究焊缝表面冲蚀机理。方法以16Mn管线钢为研究对象,针对焊缝区表面冲蚀行为开展基础研究,通过电化学和腐蚀模拟实验,研究了流体初期焊缝区表面腐蚀行为,并通过流体模拟实验,研究了焊缝余高和流体速度对焊缝区冲蚀过程的影响,揭示了管线钢焊缝的冲蚀机理。结果在腐蚀模拟实验中,焊缝、接头母体和管体的开路电位分别为-0.717、-0.686、-0.687 V,焊缝区发生电化学腐蚀的倾向在模拟腐蚀液中最严重,焊缝的自腐蚀电流密度为7.9μA/cm^2,母材的自腐蚀电流密度为3.2μA/cm^2,焊缝的电化学腐蚀倾向性更大,焊缝区金属腐蚀速率最大,在焊缝表面形成了疏松的FeO产物层。在流体模拟实验中,流体在焊缝余高作用下形成了湍流,流速的增加也提高了湍动能,流速为15 m/s和30 m/s时,焊缝凹槽的深度分别为3 mm和8 mm,焊缝凹槽相差5 mm。湍动能在焊缝余高的FeO腐蚀产物表面产生了变形磨损和切削效应,使得焊缝表面疏松的FeO产物层脱落,加速了腐蚀过程,最终形成了冲蚀凹陷区。结论16Mn管线钢焊缝的冲蚀行为是腐蚀和流体冲蚀共同作用的结果,可分为初期的腐蚀和流体冲蚀两个阶段,形成了腐蚀与冲蚀循环交替过程。焊缝余高和流体速度对冲蚀影响较大,内焊缝余高和流体速度的增加将导致余高处的湍动能急剧增加,加速焊缝金属腐蚀产物层剥离,导致焊缝表面冲蚀。研究结果可以为管道失效行为和安全服役设计提供理论基础。     

氩弧熔敷原位自生TiCp/Ni60A复合材料组织和耐磨性

利用氩弧熔敷技术在16Mn钢表面原位合成TiC增强Ni基复合材料耐磨涂层.采用XRD、SEM等手段分析涂层的组织,测试涂层的室温干滑动磨损性能.结果表明:其室温干滑动磨损机制为显微切削磨损,熔敷层与基体呈冶金结合,TiC颗粒均弥散分布于熔敷层中.涂层有较高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性.     

35钢焊缝热影响区聚粉现象研究

对35钢调质后补焊工艺进行了试验研究，并就几种不同焊接工艺施焊后磁粉探伤时出现的聚粉现象进行了研究，最后制定出一份合理的35调质钢补焊工艺。     

氩弧熔敷原位自生TiC增强Ni基复合涂层的显微组织及工艺

采用MW3000型氩弧焊机在16Mn钢表面进行熔敷,原位生成TiC颗粒增强Ni基复合涂层.研究了氩弧焊接工艺参数(焊接电流、焊接速度、氩气流量)对熔敷层性能和质量的影响,利用SEM、XRD等手段对熔敷层显微组织和物相进行了研究.结果表明,氩弧焊接电流、焊接速度等工艺参数的合理匹配是原位生成TiC颗粒的关键因素.焊接电流为120 A、焊接速度为8 mm/s、氩气流量为10-12 L/min时能获得良好的性能及表面成形复合涂层.原位生成的TiC颗粒均弥散分布于熔敷层中,涂层的显微硬度可达1 100 HV.     

焊丝成分对高速列车转向架焊接接头性能的影响

采用富氩基CO2焊工艺对高速列车转向架用S355J2G3钢板进行焊接,分析了焊丝中C,Mn,Si和Nb元素在焊接过程中的烧损及过渡规律,并研究了焊丝中C,Mn,Si和Nb元素含量变化对焊接接头力学性能的影响.结果表明,在富氩基CO2保护焊工艺中,Mn,Si元素会产生烧损,合理提高焊丝中Mn,Si元素含量,才能获得与母材相匹配的焊接接头性能,C元素的烧损规律与焊丝中各元素的原始含量有关.随着焊丝中C,Si,Mn元素含量的增加,焊缝金属的强度增加,断后伸长率降低.Nb元素的加入会显著提高焊缝金属的强度,但同时会恶化其塑性和韧性,因此应严格控制焊丝中的Nb元素含量.