WC_P增强铁基复合材料在冷轧带肋轧辊上的应用

通过离心铸造法制备了WC颗粒增强铁基复合材料冷轧带肋轧辊,并研究了复合材料带肋轧辊工作层内WC颗粒分布、界面结构、基体组织和力学性能以及带肋轧辊使用效果。研究结果表明:离心铸造法制备的复合材料冷轧带肋轧辊的复合材料工作层厚度可达20~50 mm,复合材料层中WCP分布均匀,体积分数达到约70%~80%,复合材料工作层硬度HRA 60~63,耐磨性是高速钢的2倍以上。芯部基体组织为贝氏体、石墨和少量复合碳化物,芯部基体硬度为HRC 43~45,冲击韧度大于60 kJ/m2,复合材料辊环的使用寿命与同WC体积分数的硬质合金轧辊相当,价格降低50%左右。     

WC颗粒增强钢基复合材料辊环的研究

用离心铸造工艺制备了WCp/钢基复合材料辊环,并对所制备的复合材料进行了分析与性能测试.结果表明:离心铸造工艺制备的复合材料辊环表面复合层与芯部基体结合良好,表面复合层硬度达到63～65 HRC,WC颗粒发生了溶解-析出作用,复合层的最大厚度为3.9 mm,复合材料的耐磨性较基体材料提高了3倍.     

WC_p/Fe-C再生复合材料的力学性能与显微组织

通过对废旧复合材料的重熔和离心铸造,获得了由外表面厚度达10~15 mm的再生复合材料层和芯部Fe-C基体材料组成的复合结构厚壁环试样。力学性能测试表明,厚壁环外表面具有较高的硬度(HRC 55.8~63.3),芯部Fe-C基体具有较高的冲击韧性(5.7~6.9 J/cm)2和较高的抗压强度(2 460~2 680 MPa),适用于高速热轧领域的工作环境;随着离心机转速(780~920 r/min)的提高,试样整体的硬度在增加,基体的抗压强度也在增加,而试样整体的冲击韧性在减小。微观组织分析表明,再生复合材料组织内未溶碳化钨颗粒(WC)P排列紧密,分布均匀,其体积分数高达54%~70%;随着离心机转速的提高,再生复合材料组织内未溶WCP的体积分数升高;在重熔再生过程中,WCP的表面被高温Fe-C合金熔体局部溶解使基体被高度合金化,在随后的冷却成形中,试样芯部基体组织内原位析出了碳化钨结晶体,以及含有Fe、W等元素的细粒状和网状的碳化物相。     

离心铸造WC_p/Fe-C再生复合材料的微观组织分析

通过离心铸造法获得了WCp/Fe-C再生复合材料圆环铸件,利用光学显微镜、扫描电镜、EDAX电子能谱仪及X射线衍射仪分析了再生复合材料组织中增强相的分布、形态及基体组织。结果表明,在试验条件下,圆环试样组织中WCp沿径向偏聚于外侧,形成由表面10～15mm厚的WCp/Fe-C复合材料工作层和芯部Fe-C合金基体层组成的复合结构试样。通过对比发现,离心转速越大,WCp向工作层偏聚的趋势就越大。环形试样工作层组织中,大量未溶WCp均匀地分布于贝氏体基体中,并有少量枝状碳化物析出;在中间过渡层中,WCp体积含量急剧下降,并出现细小的WCp层;在芯部Fe-C合金贝氏体基体上,原位析出短杆状碳化物及网状碳化物,并含有少量球状石墨。     

外加颗粒增强钢基复合材料的研究

采用离心铸造法获得了WC颗粒增强钢基复合材料环形件，其复合层厚度为15～18mm。分析表明：复合材料层的组织由大量的骨状的复式碳化物和针状马氏体基体组成；复合材料层中增强颗粒被高温钢液全部溶化，原位析出含W，Fe，Cr，Mo复式碳化物；基体合金被溶解的增强颗粒不同程度的合金化，复合层从外至内韧性升高、硬度降低，但梯度不大。     

铁基颗粒复合材料的组织与抗冲蚀性能

采用产型负压铸造法制备出铁基颗粒复合材料,分析了复合层的微观组织,研究了其显微硬度分布,测定了复合层的抗冲蚀性能。研究结果表明,铁基颗粒复合材料具有较高的硬度,良好的抗冲蚀性能,明显改善了基体材料的性能。     

碳化钨增强高锰钢基复合材料冲击磨损性能的研究

为了提高高锰钢冲击磨料磨损性能,利用离心铸造法制备了WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料,并在MLD-10型动载磨料磨损试验机上进行了冲击磨料磨损性能试验.结果表明:制备的复合材料颗粒分布均匀,WC颗粒与高锰钢基体结合良好;WC的加入提高了材料的抗冲击磨料磨损性能.     

离心机转速对再生复合材料辊环组织和性能的影响

利用废旧辊环,通过重熔和离心铸造法制备了再生复合材料辊环,重点研究了离心机转速为800r/min和1000r/min时制备的再生复合材料辊环的组织和性能。样品的微观组织检测表明:再生复合材料辊环由WC颗粒大量分布的外层和Fe-C合金内层组成,离心机转速高的外层内WC增强颗粒体积分数较大。力学性能测试表明:800r/min转速下制备的再生复合材料辊环,其外层和内层的硬度分别达到HRC49、HRC42,冲击韧性分别为3.1J/cm2、5.1J/cm2。离心机转速提高到1000r/min时,外层和内层的硬度分别增加达到HRC58、HRC49,冲击韧性分别降低为2.3J/cm2、4.1J/cm2。     

等离子熔覆添加和内生联合WC颗粒增强铁基涂层的组织和性能

采用等离子熔覆技术,以铸造碳化钨、钨铁粉、镍包石墨和铁基合金粉为原材料,在Q235钢基体上制备了外加和内生联合WC颗粒增强铁基复合涂层,通过扫描电镜和能谱分析、X射线衍射、硬度测试和磨料磨损试验对其微观组织、物相组成、硬度和耐磨性能进行了表征。结果表明,在优化的工艺参数下,可以获得与基体冶金结合良好的涂层,硬质相除外加的WC颗粒,还有内生的WC、W₂C、W₃C、Fe₃W₃C和Fe₂W₂C等;随着混合粉末中除外加WC之外的W含量增加,熔池中合金液密度增大,可以减弱外加WC颗粒下沉;当W含量达到15%时,外加WC颗粒均匀分布在涂层中,没有团聚现象发生,且在外加WC颗粒周围有细小的原位WC颗粒生成,涂层的显微硬度和耐磨损性能显著提高,涂层的平均硬度约为1300 HV0.2,耐磨性为Q235钢基体的10倍。     

碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料离心复合工艺

为了提高回转体零件的耐磨性能,延长其使用寿命,采用离心铸造复合工艺,以碳化钨为增强颗粒,HT200为基体,成功制备了外径为200mm,轴向长度为150mm的碳化钨颗粒增强铁基回转体复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜等分析方法对复合层颗粒与基体界面进行分析。结果表明,复合材料中复合层在轴向以及径向上均匀分布。颗粒与基材结合良好,无团聚现象。颗粒因为粒径大小的不同而发生溶解,并与基体形成冶金结合。     

界面合金化制备WC_P颗粒增强钢基复合材料

采用真空实型负压铸渗工艺,通过在预制复合层中添加适量钼铁粉进行界面合金化,成功制备出了WCP颗粒增强钢基表面复合材料。结合OM、SEM、XRD和显微硬度计等分析手段对复合层物相组成、显微结构与性能进行了测试。结果表明,添加16.67%(质量分数)的钼铁粉有效改善了复合层界面组织及力学性能的连续性,改善了复合材料的铸渗效果,增加了铸渗层厚度,合金碳化物含量增加,复合层基体硬度约是基材的2倍,提高了复合材料的耐磨性。     

滑动速度对不同载荷下再生复合辊环耐磨性能的影响

通过对回收的废旧复合辊环材料进行重熔和离心铸造,制备了由耐磨WCp颗粒增强的复合层与Fe-C合金墨体组成再生复合材料辊环,采用MMS-1G高速销-盘摩擦磨损试验机、扫描电镜(SEM),研完了100 N、150 N和200 N载荷下滑动速度对再生复合辊环摩擦性能的影响.结果表明,不同载荷条件下,随滑动速度的增加,再生复合辊环的磨损率均出现幅度很小的波动现象,而摩擦系数先降低后缓慢增加.在相同滑动速度条件下,磨损率明显随载荷的增加而增大,而摩擦系数随载荷的增加而降低.再生复合辊环在低速条件下的磨损机理主要为犁沟磨损和塑性变形,而当滑动速度较高时,表现为粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损.     

WCp/Fe-C再生复合材料的高速摩擦磨损性能研究

通过对废旧WCp/Fe-C复合材料辊环的重熔和离心铸造,获得了由外表面厚度达10～15 mm的再生复合材料层和芯部Fe-C基体材料组成的复合结构辊环.使用MMS-1G高速销盘摩擦试验机,研究了WCp/Fe-C再生复合材料层的摩擦磨损性能.试验结果表明:再生复合材料的磨损率在相同的摩擦速度下随着载荷的增加逐渐增大,而摩擦系数逐渐减小;在相同的载荷下,再生复合材料的摩擦系数随着摩擦速度的增大而减小,磨损率随着摩擦速度的增大而增加.与原复合材料相比,再生复合材料的耐磨性能略有降低,但远高于高速钢.     

Corrosion Behavior of Low-Alloy Pipeline Steel with 1% Cr Under CO2 Condition

Carbon dioxide corrosion behavior of low-alloy pipeline steel with 1% Cr exposed to CO₂-saturated solution was investigated by immersion experiment. SEM, EDX, TEM, EPMA and XRD were utilized to investigate the microstructure, corrosion morphologies, corrosion phases and elements distribution of corrosion scale. The results demonstrate that the microstructure of tested steel consists of ferrite and carbides. During the corrosion process, ferrite dissolves preferentially, leaving carbide particles behind. The residual carbide particles may promote the nucleation of FeCO₃ crystal. The phase comprising of the inner layer is Cr compound, and the one of the outer layer is FeCO₃. The formation process of corrosion scale can be illustrated as follows: Firstly, a thin scale consisting of thin inner layer and outer layer is formed, which represents poor corrosion resistance; then, the inner layer changes little, once it has been formed, and the outer layer becomes thick and compact, which demonstrates that a fine corrosion resistance is obtained. The chemical elements of chromium and molybdenum accumulate in the inner layer of corrosion scale. The corrosion behavior of low-alloy steel based on microstructure and morphology characterization is also discussed.     

Effect of carbide formers on microstructure and thermal conductivity of diamond-Cu composites for heat sink materials

Diamond-copper composites were prepared by powder metallurgy, in which the diamond particles were pre-coated by magnetic sputtering with copper alloy containing a small amount of carbide forming elements (including B, Cr, Ti, and Si). The influence of the carbide forming element additives on the microstructure and thermal conductivity of diamond composites was investigated. It is found that the composites fabricated with Cu-0.5B coated diamond particles has a relatively higher density and its thermal conductivity approaches 300 W/(m·K). Addition of 0.5%B improves the interfacial bonding and decreases thermal boundary resistance between diamond and Cu, while addition of 1%Cr makes the interfacial layer break away from diamond surface. The actual interfacial thermal conductivity of the composites with Cu-0.5B alloy coated on diamond is much higher than that of the Cu-1Cr layer, which suggests that the intrinsic thermal conductivity of the interfacial layer is an important factor for improving the thermal conductivity of the diamond composites.     

IN SITU GRADIENT DOUBLE-LAYER COMPOSITES OF Al-Fe ALLOY BY CENTRIFUGAL CASTING

ＩＮＳＩＴＵＧＲＡＤＩＥＮＴＤＯＵＢＬＥＬＡＹＥＲＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳＯＦＡｌＦｅＡＬＬＯＹＢＹＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬＣＡＳＴＩＮＧ①ＷａｎｇＱｕｄｏｎｇ，ＪｉｎＪｕｎｚｅＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＦｏｕｎｄｒｙＥｎｇｉｎｅｒｉｎｇ，Ｄａｌ...     

The Air Oxidation of Two-Phase Fe-Cu Alloys at 600-800°C

The air oxidation of three Fe-Cu alloyscontaining 25, 50, and 75 wt.% Cu has been studied at600-800°C. The oxidation followed the parabolic lawonly approximately with rates lower than those of thepure constituent metals. The scales were alwayscomposed of an inner layer containing a mixture ofcopper metal and iron oxide and of an outer oxide layerwhose composition depended on the copper content of the alloy. For the two alloys richer in ironthe external layer was composed mostly of iron oxideswith some copper-rich particles which oxidized only inthe external-scale zone. For the alloy richest in copper the external layer contained a complexmixture of iron oxides, copper particles and doubleFe-Cu oxides surmounted by an outermost copper-oxidelayer. No significant iron depletion was observed in the alloys beneath the region of internaloxidation. The peculiar scale microstructure observedfor these alloys is considered mainly as a consequenceof their two-phase microstructure and of the limited solubilities of the two components in oneanother.     

钒对铁基碳化钨耐磨堆焊层组织和性能的影响

在自研制的碳化钨管状药芯焊条中添加不同含量的钒元素（0%~3%）并制备堆焊合金,通过SEM,XRD,EDS等研究分析手段,研究不同钒含量对碳化钨耐磨层组织性能的影响规律.结果表明,钒含量与堆焊层中碳化钨颗粒的溶解程度密切相关,钒优先将碳化钨颗粒分解出的碳原子以碳化钒形式固定,从而抑制了碳化钨颗粒的分解,钒元素含量决定了碳化钨溶解的强弱,含有2%钒元素的堆焊层中生成适量碳化钒有效抑制了碳化钨的溶解.钒元素的加入还能强化碳化钨堆焊层基体金属的硬度,降低堆焊层中碳化钨颗粒剥落的风险,有效提高了堆焊层的耐磨性.