铬硼钨钒系铁基PTA堆焊合金的抗高温磨损机理研究

通过对察铬硼钨钒系铁基堆焊合金在室温和高温时的金相组织,碳化物形态,组成及分布情况,证明了堆焊层中加入 铬,硼,钒、钨等元素,能够形成（ＣｒＦｅ）７Ｃ３、ＶＣ、ＷＣ等硬质相,提出了堆焊层的常温及高温抗磨能力。但堆焊层中的碳化物（ＣｒＦｅ）７Ｃ３会随着温度的升高,有部分溶解,同时基体中析出Ｃｒ２３Ｃ６和其它碳物共同提高堆焊层的高温耐磨性。这正是该合金高温抗磨比较高的主要原因。     

铬镍钨铌系铁基高温耐磨合金等离子弧堆焊

通过高温硬度 ，高温磨损试验，成功地研究了铁基Ｃｒ－Ｎｉ－Ｗ－Ｎｂ系高温耐磨料磨损等离子弧堆焊合金粉末，从而可替代价格昂贵的镍基和钴基等离子弧焊合金，同时系统地研究了合金元素高温耐磨性的影响规律及磨机理。     

超硬质相WC、VC在堆焊层中的行为及高温抗磨机理

主要论述了铁基高温耐磨Ｃｒ—Ｂ—Ｗ—Ｖ系等离子弧堆焊合金中ＷＣ、ＶＣ超硬质相的作用，并研究该合金的高温抗磨机理     

铁基高温等离子弧喷焊合金及其耐磨机理的研究

通过高温硬度、高温磨损试验，成功地研究出了铁基Ｃｒ－Ｎｉ－Ｗ－Ｎｂ系高温耐磨料磨损等离子弧喷焊合金粉末，可替代价格昂贵的Ｎｉ基和Ｃｏ基喷焊粉末。同时，系统地研究了合金元素对高温耐磨性的影响规律及耐磨机理。     

不同钒,碳含量高速钢的凝固组织及相组成

利用热分析，Ｘ射线衍射和着色金相法详细研究了Ｆｅ－５Ｃｒ－５Ｍｏ－Ｔ２－Ｖ－Ｃ系合金中Ｖ和以Ｃ量对凝固过程中结晶相的种类和结晶温度的影响，得到了合金万分与凝固组织的关系，建立了（Ｆｅ－５Ｃｒ－５Ｍｏ－５Ｗ－２Ｃ）－Ｖ和（Ｆｅ－５Ｃｒ－５Ｍｏ－５Ｗ－３Ｖ）－Ｃ的准二元相图，以及（Ｆｅ－５Ｃｒ－５Ｍｏ－５Ｗ）－Ｖ－Ｃ合金的液相面投影图。     

激光熔覆Fe—Cr—W—Ni—C合金的微观组织及其演化

用ＳＥＭ,ＡＴＥＭ及化学分析、显微硬度测定等手段,对激光熔覆Ｆｅ－Ｃｒ－Ｗ－Ｎｉ－Ｃ（其质量比为１０：５：１：１：１）合金的微观组织进行了研究。结果表明,该合金经激光熔覆后可得到亚共晶和过共晶两类熔覆组织为γ＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）及Ｍ７Ｃ３＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）,存在领先相的竞争与选择,γ为亚稳奥氏体,具有较高的合金元素过饱和含量;Ｍ７Ｃ３（Ｍ＝Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ等）为Ｃｒ基合金碳化物。存在层片状、蜂窝状、网     

磨煤机磨辊和衬板堆焊层耐磨性的研究

研究了Ｆｅ－Ｃｒ－Ｂ、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｗ、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｃ三种合金系统堆焊层的耐磨性，并与磨煤机磨辊和衬板的现场取样进行了分析对比，采用光镜、Ｘ射线衍射、扫描电镜和能谱等方法分析了堆焊层的成分、组织、硬度及磨损形式、探讨了合金成分、显微组织、硬度等对耐磨性的影响。采用合适的耐磨堆焊焊条修复火电厂磨煤机磨辊，获得了满意的使用效果。     

铁基合金激光熔覆组织及高温时效转变的TEM研究

利用ＡＴＥＭ研究了铁基金元合金Ｆｅ－Ｃｒ－Ｗ－Ｎｉ－Ｃ激光熔覆层的微观组织,亚稳相结构特征以及高温时效时的亚相变转机制。结果表明组织为亚共晶组织,即γ＋（γ＋ＭＣ）,γ－奥氏体为具有较高合金度的过饱和亚稳相,Ｍ７Ｃ３（Ｍ为Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ）为六方结构的Ｃｒ基亚稳合金碳化物。     

合金元素对Zr—Sn—Fe—Cr—Nb合金性能的影响

介绍了几种新锆合金４００℃，１０．３ＭＰａ静态高压釜试验结果和室温及高温（３７５℃）的拉伸试验结果，分析了新合金中合金元素Ｎｂ．Ｓｎ．Ｆｅ．Ｃｒ对抗伸强度及耐蚀性能的影响。结果表明：通过控制合金元素的含量，在经历与Ｚｒ－４相同的生产工艺条件下、可以得到强度和耐蚀性能更为优异的新铝合金。试验表明：这种新型的Ｚｒ－Ｓｎ－Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｂ中加入Ｎｂ量应在０．１ｗｔ％－０．３ｗｔ％之间；在含１ｗｔ％Ｎｂ的新合金中，Ｓｎ的含量不应低于０．５ｗｔ％：在新合金研制时，适当提高Ｆｅ＋Ｃｒ的含量是有益的，但Ｆｅ／Ｃｒ比不应     

合金元素对Zr－Sn－Fe－Cr－Nb合金性能的影响

介绍了几种新锆合金４００℃，１０．３ＭＰａ静态高压釜试验结果和室温及高温（３７５℃）的拉伸试验结果，分析了新合金中合金元素Ｎｂ．Ｓｎ．Ｆｅ．Ｃｒ对抗伸强度及耐蚀性能的影响。结果表明：通过控制合金元素的含量，在经历与Ｚｒ－４相同的生产工艺条件下、可以得到强度和耐蚀性能更为优异的新铝合金。试验表明：这种新型的Ｚｒ－Ｓｎ－Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｂ中加入Ｎｂ量应在０．１ｗｔ％－０．３ｗｔ％之间；在含１ｗｔ％Ｎｂ的新合金中，Ｓｎ的含量不应低于０．５ｗｔ％：在新合金研制时，适当提高Ｆｅ＋Ｃｒ的含量是有益的，但Ｆｅ／Ｃｒ比不应太高。     

硼对等离子熔覆高硼铁基合金组织和性能的影响

采用等离子弧熔覆技术在20g钢表面堆焊Fe-Cr-B-C系的铁基复合材料,利用X射线衍射（XRD）,光学显微镜（OM）,扫描电镜（SEM）,洛氏硬度计及湿砂磨损试验机等试验设备进行检测、试验,研究不同硼加入量对熔覆层显微组织与性能的影响规律.结果表明,熔覆层显微组织由过饱和α-Fe枝晶固溶体、枝晶间硼化物共晶组织以及碳化物等组成;熔覆层中硬质相主要有Cr2B,CrB2,Fe2B,Cr7C3,B4C等;随着硼含量的增加,硼化物明显增多,当硼添加量为5%时熔覆层的硬度及耐磨性达到最佳,其硬度值为66.1 HRC,磨损量仅为0.383 g;继续增加硼的添加量,熔覆层的耐磨性能降低.     

磁场作用下镍基等离子弧堆焊层的组织及耐磨性能

采用等离子弧堆焊设备将镍基合金粉末堆焊到低碳钢表面的过程中施加直流横向磁场,此后对堆焊层进行硬度、磨损和金相试验以及EDS,XRD分析,并系统地研究直流横向磁场对镍基粉末等离子弧堆焊层组织及耐磨性能、硬质相形态及数量的影响规律,对直流横向磁场的作用机理进行了初步的分析和讨论.结果表明,堆焊电流和磁场电流相匹配,即堆焊电流为140 A和磁场电流为2 A时,堆焊层才能获得最佳的性能,此时堆焊层的硬度为66.3 HRC,磨损量为0.0767 g,并且堆焊层组织中硬质相数量最多且分布均匀,从而增强了堆焊层金属的综合力学性能.     

铬含量对Fe-Cr-B堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

目的在Fe-x Cr-3.5B-0.1C药芯焊丝中加入不同含量的铬,了解铬含量对堆焊合金硼化物形貌以及耐磨性能的影响。方法采用CO_2气体保护堆焊的方法在Q235钢基板上制备Fe-Cr-B系耐磨合金,利用光学显微镜、XRD、SEM等方法观察堆焊合金层的显微组织结构,以及湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机对堆焊层进行磨粒磨损试验。结果堆焊合金层主要由铁素体枝晶、马氏体、珠光体和硼化物组成,硼化物随着Cr含量的增加发生Fe_2B到M_2B(M=Fe,Cr)的转变,它主要分布在金属基体的连续网状和鱼骨状结构中。凝固过程中,当Cr质量分数大于9%时,首先形成初生M_2B颗粒,随后形成共晶的M_2B和BCC结构的Fe基固溶体,这种共晶的微观结构主要由基体和长条状的M_2B硼化物组成。从Cr与(Fe,Cr)的原子数分数比值可以看出,硼化物发生从Fe_2B→(Fe,Cr)_2B→(Cr,Fe)_2B的转变。铬含量对Fe-Cr-B系耐磨堆焊合金的组织、硼化物形貌有较大影响。由于硼化物空间结构的变化,硼化物的显微硬度会随着铬原子进入Fe_2B而逐渐提高。结论随Cr含量的增加,及共晶硼化物硬质相的析出,堆焊合金的硬度和耐磨性呈现持续提高的趋势。当Cr含量为20%时,合金中生成的长条状M_2B相作为耐磨骨架无序的分布且镶嵌于基体中,合金耐磨料的磨损性能比Cr含量为9%时的提高了约7.4倍。     

时效对Fe320／0．5％Cu合金堆焊层组织与性能的影响

采用等离子堆焊在Q235钢试样表面制备了含有0．5％Cu的铁基合金（Fe320）层。研究了500℃时效35h处理对等离子堆焊的含0．5％Cu的铁基合金层组织结构及性能的影响。结果表明,未经时效处理的堆焊层是由α-Fe、M7C3和M23C6等物相构成,具有亚共晶组织特征,低碳板条马氏体存在于堆焊层中。经500℃时效35h以后,ε-Cu相从基体马氏体中析出,并且富铬化合物的相对含量有所增加。时效导致的富铬化合物相的增加和ε-Cu相的析出是堆焊层耐磨性提高的原因。     

原位合成TiC-M7C3陶瓷硬质相显微组织的分析

采用等离子弧堆焊技术原位合成TiC-M7C3陶瓷硬质相,探讨堆焊层中TiC-M7C3硬质相对堆焊层耐磨性的影响.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、洛氏硬度计及湿砂磨损试验机等设备进行检测分析.结果表明,堆焊层是由高碳马氏体基体和大量弥散分布在基体中的TiC,M7C3陶瓷硬质相构成的过共晶组织;堆焊层表面的洛氏硬度为66.4 HRC,磨损量为0.086 g.TiC可以作为M7C3陶瓷硬质相的形核核心,提高了M7C3陶瓷硬质相的形核率,促使其晶粒细化;在TiC和M7C3陶瓷硬质相的共同作用下,Fe-Cr-Ti-C系合金比相同Cr元素含量的Fe-Cr-C系合金堆焊层的硬度更高,抗磨损性能更好.     

Cr-B-W-V系铁基高温耐磨堆焊合金及耐磨机理的研究

通过高温硬度、高温磨损、高温金相试验，成功地研究出了铁基Cr－B－W－V系高温耐磨料磨损等离子弧堆焊合金，替代价格昂贵的镍基和钴基等离子弧堆焊合金。同时系统研究了合金元素对高温硬度、高温耐磨性的影响规律及耐磨机理。     

横向交流磁场频率对堆焊金属组织及性能的影响

在镍基堆焊合金等离子弧堆焊过程中引入横向交流脉冲磁场,研究了横向交流脉冲磁场频率对等离子弧堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、x射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法,系统分析了不同脉冲磁场频率作用下堆焊试样的硬度、耐磨性及组织.结果表明,外加横向交流脉冲磁场可以有效改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒,在适当的脉冲磁场频率作用下,可以获得最佳的电磁搅拌效果,增加堆焊层金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.

Abstract：

The nickel-base alloy was deposited on the low carbon steel by plasma arc surfacing with transverse magnetic field. The influence of transverse alternative pulsed magnetic field frequency on microstrueture and properties of plasma arc surfacing layer was researched. The hardness, wear resistance and micmstructure of surfacing layer at different pulsed magnetic field currents were systematically analyzed by optical electronic microscope, wear test and microscopic hardness test. The results indicated that the transverse alternative pulsed magnetic field can effectively improve the crystal shape in plasma arc surfacing layer and refine crystal grain. With the proper pulsed magnetic field frequency, the optimum effete of electromagnetic stirring can be obtained, the amount of hardening phase in overlay deposit is increased, the growth direction of hardening phase can be controlled and the hardness and wear resistance of the surfacing overlay are improved.     

自保护药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B-W合金的组织及性能

采用自保护药芯焊丝明弧堆焊技术制备五组不同钨含量的Fe-Cr-C-B-W合金. 借助金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计和磨损试验机分析堆焊合金的组织及性能. 结果表明，合金的显微组织由马氏体、残余奥氏体、M₇(C,B)₃，M₃(C,B)，Fe₃W₃C和WC组成. 大部分钨元素被迁移到晶界生成了比WC稳定性更好的Fe₃W₃C缺碳复合相，堆焊层中没有典型的初生WC硬质相颗粒生成. 随着钨添加量的增多，共晶硬质相M₇(C,B)₃，M₃(C,B)和Fe₃W₃C随之增多，间距减小，呈连续网状均匀分布. 当钨的添加量为12%时，堆焊层的耐磨性达到最佳.     

横向交流脉冲磁场对堆焊金属组织及性能的影响

通过在低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加交流脉冲横向磁场,研究了交流脉冲磁场对镍基自熔合金组织及性能的影响,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法,系统分析了不同脉冲磁场电流、占空比作用下的堆焊试样的硬度、耐磨性及组织.结果表明,外加横向交流脉冲磁场可以有效改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒,在适当的脉冲磁场电流、占空比作用下,可以获得最佳的电磁搅拌效果,增加堆焊层金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.     

多元陶瓷复合相显微组织对耐磨性能的影响

采用等离子熔覆技术制备了四种不同铬含量的Fe-Cr-B-C堆焊合金.借助OM,SEM和XRD等分析手段对合金组织和陶瓷相形貌进行分析.结果表明,熔覆层的微观组织由初生奥氏体＋共晶组织组成,合金陶瓷相由BC4＋Cr2B＋M7C3＋M23C6＋M23（C,B）6组成,硼化物呈层片状、菊花状等形态分布,陶瓷相数量随Cr元素含量的增大而增多.研究了Cr元素含量对熔覆层耐磨粒磨损性能的影响规律,熔覆层的耐磨性随着Cr元素含量的增加而提高,当Cr元素含量达到15.9%时,大量硼化物等陶瓷相弥散分布在基体中,构成良好的耐磨骨架;初生奥氏体组织均匀分布提高硬质相与基体界面的结合强度,因此其熔覆层具有最佳的耐磨性.