Q235钢表面堆焊不锈钢的组织与性能

采用埋弧焊工艺,在Q235钢试板表面堆焊3Cr13不锈钢耐磨层。对焊缝金属的显微组织进行了分析,对堆焊层金属的硬度进行了测试。结果表明:当堆焊层数达到3层时,堆焊合金的硬度基本不受母材稀释率的影响,堆焊层表面平均硬度为HRC45.9,组织为针状马氏体+残余奥氏体。     

V含量对Fe-Cr-C-Mo堆焊层组织及性能的影响

采用CO2气体保护焊/喷射送粉设备在Q235钢表面制备了Fe-Cr-C-Mo-V耐磨堆焊层。通过金相显微镜、SEM,XRD,DEAX等手段研究了V加入量对堆焊层组织、成分、硬度和耐磨性的影响规律。结果表明:随着V含量的增加,堆焊层组织由针状马氏体+奥氏体向板条马氏体+奥氏体转变,而碳化物由单一M7C3型碳化物转变成由VC和M7C3组成的2种碳化物;堆焊层的硬度先升高后降低,当w(V)20%时,硬度最高,其数值HRC60.6。堆焊层耐磨性与硬度变化趋势相同,w(V)20%的堆焊层耐磨性最佳。     

双钨极不锈钢与低合金钢异种金属焊缝组织性能

采用双钨极高效焊接方法在低合金钢表面堆焊不锈钢,详细分析焊缝稀释率、微观组织、异种金属过渡区Ⅱ型边界、马氏体带等现象,并检测了堆焊层化学成分、硬度、冲击、晶间腐蚀等性能。结果表明,随着热输入的增加,双钨极焊缝稀释率增加,微观组织晶粒尺寸增大,Ⅱ型边界迁移距离更远,马氏体带局部变长。当双钨极热输入控制在一定程度时,其硬度、化学、冲击、晶间腐蚀等焊缝性能与单钨极接近;但当双钨极热输入过高时,双钨极焊缝硬度、冲击等性能明显恶化。     

Fe-C-Cr-Mn-B系耐磨堆焊合金组织和性能研究

采用CO2气体保护堆焊,并喷射Fe-C-Cr-Mn-B系合金粉,在Q235碳钢表面制备耐磨堆焊层,研究了B元素含量变化对堆焊层组织和性能的影响。采用金相显微镜和XRD分析堆焊层微观组织及相成分,利用硬度计和磨损试验机测试堆焊层的硬度和耐磨性。研究结果表明:未添加B元素时堆焊层组织为马氏体和奥氏体,添加B后堆焊层中形成了(Fe,Cr)2B和(Fe,Cr)23(C,B)6等硬质硼化物。随着含B量的增加,堆焊层洛氏硬度逐渐增加,堆焊层耐磨性呈现先升高后降低的趋势;当B含量为4%时,堆焊层的耐磨性最佳。     

Fe-Cr-C-B-N系堆焊合金的显微组织及耐磨性

在低碳钢表面采用明弧堆焊的方法制备了不同氮含量的Fe-Cr-C-B-N系堆焊合金.借助X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊层的组织和性能进行分析.结果表明,堆焊层的显微组织为马氏体+奥氏体+BN+M₂₃（C, B）₆+M₃（C, B）+M₂B.随着氮添加量的增多,组织中有BN生成,初生奥氏体向针状马氏体转变,枝晶间共晶组织的数量减少;堆焊层硬度增加,磨损量出现先减少后增加的趋势.当堆焊层中氮的含量为0.17%时,基体组织与硬质相之间匹配良好,堆焊层的综合性能达到最佳,其硬度值为62.7 HRC,而磨损量仅为0.054 2 g.     

Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊合金组织及耐磨性能

采用CO2气体保护堆焊方法,在Q235钢表面制备不同硼含量的Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊层金属,利用扫描电镜（SEM）对堆焊层的组织进行了观察分析.在MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机上进行磨粒磨损试验,通过对磨损试样表面扫描电子显微镜观察分析并结合能谱成分分析探讨了磨损机理.结果表明,Fe-C-Ti-Cr-B耐磨堆焊合金中随着硼含量增加,基体组织逐渐细化,TiC颗粒数目增多且分布弥散均匀,但当硼含量增大至1.16%时,磨损面上大量碳化物剥落,抗磨损性能降低;当硼含量为0.55%时合金表现出优良的耐磨损性能,其耐磨性比未加硼的Fe-C-Ti-Cr系堆焊合金提高了3.7倍.     

钴对马氏体时效不锈钢模具堆焊焊丝堆焊层性能的影响

针对我国热作模具堆焊修复材料的缺乏和性能的不足,开展了马氏体时效不锈钢热作模具CO2气体保护焊金属粉芯堆焊焊丝的研究工作。通过改变Co元素的含量,研究了Co元素对所研制焊丝堆焊合金的硬度、时效行为、红硬性、显微组织和时效析出相的影响。结果表明,Co元素有利于焊后堆焊合金由奥氏体向马氏体转变,当w(Co)≥2%时堆焊合金为全马氏体组织;随着堆焊合金中Co元素含量增加,堆焊层的焊态硬度、时效态硬度和红硬性提高。     

铝含量对高铬合金堆焊层组织与性能的影响

采用焊丝和合金粉块氮气保护明弧堆焊方法制备了不同Al含量的Fe-Cr-C-Al合金堆焊层,利用扫描电镜、能谱仪、洛氏硬度计等分析不同Al含量堆焊层的组织和性能。结果表明,堆焊层焊态组织主要由马氏体、奥氏体和M7C3型碳化物组成,铝含量为2.11%和3.06%的堆焊层中有Al2O3硬质相的存在;随着Al含量的增加,Fe-Cr-C-Al堆焊层的洛氏硬度逐渐增加而磨损量呈依次递减趋势,含3.06%Al堆焊层耐磨性是基体耐磨性的4.2倍,堆焊层硬度值达到45 HRC,磨损量最小。     

超低碳氮强化自保护药芯焊丝的研制及性能分析

采用00Cr13Ni4MoN堆焊合金体系,通过大量试验研制出焊接工艺性能和力学性能良好的超低碳氮固溶强化自保护药芯焊丝.试验表明,自保护药芯焊丝中的氮来自于空气中的氮气,氟化物/铝镁合金=6:2和其它元素含量合适时,自保护药芯焊丝的焊接工艺性能良好;该焊丝堆焊层组织为单一马氏体,具有良好的抗回火软化性能、韧性和耐磨性,在堆焊修复连铸辊时具有优良的力学性能.     

高铬铸铁型堆焊自保护药芯焊丝的研制

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其组织性能进行了分析,结果表明:堆焊金属显微组织主要为马氏体+残余奥氏体+M7C3型碳化物,堆焊金属硬度随石墨加入量的增加而增加,当加入w(石墨)15％时,堆焊金属硬度开始下降;药芯中加入w(钼铁)2％,堆焊金属硬度从HRC62.7提高到HRC63.5;初生碳化物主要沿堆焊层向母材...     

Q960高强钢焊丝熔敷金属组织及性能研究

采用真空冶炼技术研制开发了Q960高强钢气体保护焊丝,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)并通过常温拉伸和低温冲击等试验研究了焊丝及熔敷金属化学成分、组织及力学性能之间的关系。结果表明,采用Mn-Ni-Cr-Mo-Ti合金体系,研制的最佳强韧性焊丝焊态熔敷金属抗拉强度为920 MPa,-60 ℃冲击吸收能量为66.7 J;合金元素含量提高,组织由贝氏体相向贝氏体+马氏体混合相转变,但合金元素含量过高,会导致马氏体相增多,对韧性不利;熔敷金属中存在一定量的残余奥氏体,可提高韧性。     

Effect of Al in Ti－microalloyed Mn－Ni－Mo welding wire on microstructure and toughness of deposited metal

ＥｆｆｅｃｔｏｆＡｌｉｎＴｉ－ｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｅｄＭｎ－Ｎｉ－Ｍｏｗｅｌｄｉｎｇｗｉｒｅｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅｔａｌ￥ＴａｎＣｈａｎｇｙｉｎｇ；ＺｈａｎｇＸｉａｎｈｕｉａｎｄＳｕｎＷｅｉ...     

5CrNiMo热作模具CO2气体保护焊修复用药芯焊丝研制

开发了用于5CrNiMo热作模具修复的药芯焊丝,用高速摄影观察NaF含量对焊接电弧稳定性的影响,并对堆焊层金属组织和力学性能进行测试分析。结果表明,当药芯粉中加入质量分数为1.5%的NaF作为稳弧剂时,焊接过程最稳定,产生的焊接飞溅最少且以小颗粒飞溅为主;优化后的焊丝堆焊获得的堆焊层表面无焊接缺陷;堆焊层金属主要为马氏体,硬度高于锻造5CrNiMo热作模具钢;在600 ℃高温环境下,堆焊层金属强度与室温强度相当,高温稳定性好;堆焊层金属在600 ℃的磨损率比锻造5CrNiMo热作模具钢低18.75%,可用于模具钢的堆焊修复。     

超级马氏体不锈钢焊丝MAG焊熔敷金属冲击性能优化

白鹤滩百万千瓦水电机组全部采用国产HS13/5L焊丝进行焊接，成功实现了中国高端装备制造的重大突破. HS13/5L焊丝为水轮机转轮同材质焊接材料，属于13Cr型超级马氏体不锈钢，然而其MAG焊熔敷金属的韧性低于母材，针对此问题，将现有的MAG平焊焊接工艺调整为立向上焊焊接工艺，以提高熔敷金属的冲击韧性.对比分析了平焊、立向上焊熔敷金属的微观组织和冲击性能. 结果表明，立向上焊位置回火热处理态熔敷金属的室温冲击吸收能量达到120 J以上，比平焊位置提高了约40%. 两种焊接位置下的熔敷金属微观组织的相组成无明显差异，焊态组织为淬火马氏体 + 残余奥氏体 + δ-Fe，回火热处理态组织为回火板条马氏体 + 逆变奥氏体 + δ-Fe.立向上焊熔敷金属中的氧化夹杂物密度比平焊位置降低了约22%.平焊和立向上焊熔敷金属冲击断口整体呈现出韧性断裂的特征，立向上焊位置熔敷金属的韧性优于平焊位置.     

960MPa级熔敷金属组织及冲击韧性分析

研制开发了960 MPa级高强韧性气体保护焊丝,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),并通过低温示波冲击等试验研究了熔敷金属微观组织和冲击韧性. 结果表明,熔敷金属金相组织为粒状贝氏体(GB)+低碳马氏体(M),马氏体的出现可能和合金元素的成分偏析有关. 贝氏体铁素体(BF)板条晶界形核并向晶内生长,BF片条间有呈薄膜状分布的残余奥氏体(γ'),对韧性有利. 该贝氏体-马氏体型混合组织冲击韧性较好,热输入为13.7 kJ/cm时,熔敷金属裂纹扩展功和冲击吸收总功分别为63和75 J.     

铝硅镀层钢激光填丝焊接接头组织和性能

对铝硅镀层热成形钢进行激光填丝焊接试验,研究填充焊丝对焊接接头显微组织、力学性能及拉伸失效机制的影响. 结果表明,在激光自熔焊条件下,焊缝中平均Al元素含量为1.90%(质量分数),显微组织为马氏体和粗大的δ铁素体,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别为1 340 MPa和1.80%,因δ铁素体与马氏体之间存在显著的硬度差(142 HV),拉伸时裂纹源于δ铁素体和马氏体之间的相界面. 在激光填丝焊条件下,焊缝平均Al元素含量降低至0.96%,由于填充焊丝对铝的稀释作用使得焊缝为全马氏体组织,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别提升至1 510 MPa和4.4%. 因填充焊丝同时对焊缝中的碳也有稀释作用,焊缝中马氏体硬度(491 HV)低于母材中马氏体(523 HV),拉伸时裂纹于马氏体内部萌生并扩展,最终断裂于焊缝.     

高硬度CO2气保护堆焊药芯焊丝的研制及其耐磨性能研究

研制了一种高硬度气保护堆焊药芯焊丝.对含钨量分别为3.26%,4.13 %,6.15 %,8.26 %的堆焊层性能进行了研究.利用显微照相仪观察堆焊层的金相组织,对堆焊层进行了点扫描及湿磨粒磨损试验.研究结果表明,堆焊层的组织为马氏体和残余奥氏体,碳化物呈球状,弥散分布于基体内,为堆焊层不均匀结晶的结果.堆焊层中含钨量为6.15 %时,热处理后的平均洛氏硬度值为59 HRC,磨损失重量为0.097 g.含钨量继续增加时,硬度值略有下降,耐磨粒磨损性能略有提高.     

无渣含铌自保护堆焊药芯焊丝的研制

采用Fe-Cr-Nb-C堆焊合金体系,通过大量试验研制出焊接工艺性能和力学性能良好的无渣含铌自保护药芯焊丝.结果表明,在药芯中不添加任何造渣剂的情况下,药芯中各组分含量(质量分数)锰铁为12%、硅铁为6%、石墨为8%、钛铁为4%且其它组分合适时,自保护药芯焊丝的焊接工艺性能良好;该堆焊层组织由奥氏体、少量马氏体、一次碳化物及共晶物组成,随着铌含量的增加,硬度值先降后增,在铌铁含量3%时,最低硬度值为41.1 HRC.在碳含量有限的条件下,铌在焊接过程中形成碳化物质点,一方面增加了含铌硬质相,另一方面对碳化铬的形成造成影响.     

Study on microstructure and properties of 590 MPa class welding wire deposited metal on hull

By means of metallographic microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), back scattering electron diffraction (EBSD) and transmission electron microscope (TEM), the effect of Cu on microstructure transformation and mechanical properties of deposited metal of 590MPa class steel welding wire was studied. The results show that the microstructure of deposited metal is composed of acicular ferrite, lamellar bainite, granular bainite and residual austenite. With the increase of Cu content, the phase transition temperature of the deposited metal decreases, making the phase transition region of ferrite and pearlite shift to the right, expanding the phase transition region of bainite and shrinking the phase transition region of ferrite and pearlite. The microstructure of deposited metal changed, the content of M-A elements increased but the size decreased, and the ferrite-bainite biphasic microstructure was matched. The reduction of M-A component content in strips and blocks and the reduction of effective grain size will reduce the nucleation probability of microcracks, increase crack growth resistance, and improve the impact toughness of the deposited metal.     

Effect of Nickel Contents on the Microstructure and Mechanical Properties for Low-Carbon Bainitic Weld Metals

Multi-pass weld metals were deposited on Q345 base steel using metal powder-flux-cored wire with various Ni contents to investigate the effects of the Ni content on the weld microstructure and property. The types of the microstructures were identified by optical microscope, scanning electron microscope, transmission electron microscope, and micro-hardness tests. As a focusing point, the lath bainite and lath martensite were distinguished by their compositions, morphologies, and hardness. In particular, a number of black plane facets appearing between lath bainite or lath martensite packets were characterized by laser scanning confocal microscope. The results indicated that with the increase in Ni contents in the range of 0, 2, 4, and 6%, the microstructures in the weld-deposited metal were changed from the domination of the granular bainite to the majority of the lath bainite and/or the lath martensite and the micro-hardness of the weld-deposited metal increased. Meanwhile, the average width of columnar grain displays a decreasing trend and prior austenite grain size decreases while increases with higher Ni content above 4%. Yield strength and ultimate tensile strength decrease, while the reduction in fracture area increases with the decreasing Ni mass fraction and the increasing test temperature, respectively. And poor yield strength in Ni6 specimen can be attributed to elements segregation caused by weld defect. Finally, micro-hardness distribution in correspondence with specimens presents as a style of cloud-map.