模具修复梯度耐磨堆焊层组织性能研究

提出了采用“母材 过渡层 耐磨层”的复合堆焊修复方法。工艺试验表明,通过打底焊过渡层的方法可以有效防止堆焊出现的裂纹。金相显微分析表明,采用Cr-Mo-W-Nb系耐磨堆焊焊条的堆焊合金组织为马氏体基体 残余奥氏体 碳化物,基体上分布的碳化物使堆焊层具有强的耐磨性。性能测试结果表明,堆焊表面平均硬度达到HRC60.1,完全满足模具材料硬度要求,硬度梯度分布合适,堆焊层耐磨性为母材的7.58倍。     

焊后加热对Fe-Cr-C耐磨层组织硬度的影响

采用埋弧堆焊方法在Q235低碳钢基体上制备了Fe-Cr-C耐磨堆焊层.研究了焊后高温加热过程对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织及硬度的影响,并探讨了焊后加热温度对碳迁移的影响.利用XRD、光学金相显微镜、SEM分析了焊层的显微组织.结果表明,高温加热后焊层的显微组织和物相发生了变化,堆焊层硬度降低,熔合线附近出现明显的增碳和脱碳层,分析了堆焊层组织硬度变化与加热温度的关系.     

45钢基体上D172焊条堆焊层的组织与性能

采用钛钙型药皮堆焊焊条D172,以手工电弧焊工艺在45钢上堆焊一定厚度的堆焊层,仅堆焊1层时,得到的堆焊金属厚度约3 mm,堆焊3层后,堆焊层厚度可达到8 mm左右;通过显微组织观察、硬度测试和能谱分析等对不同堆焊条件下的热影响区和过渡区的组织和硬度、熔合区附近碳的迁移过程进行了分析.结果表明:随焊接线能量增大,熔合区奥氏体组织减少,铁素体组织增多;熔合区附近基体侧铁素体和珠光体组织变得细小,堆焊层侧马氏体组织变得粗大,其硬度值降低;堆焊3层时,熔合区附近堆焊层侧碳化物明显析出、聚集,马氏体组织较粗大.     

双钨极TIG奥氏体不锈钢堆焊层组织与性能

采用双钨极高效焊接技术,在低合金高强钢SA-516-70N基材表面堆焊不锈钢过渡层和耐蚀层。对堆焊层及基体的显微组织和硬度进行分析,并且对堆焊层的耐晶间腐蚀能力和化学成分进行测试。结果表明:堆焊层的显微组织为树枝状奥氏体,堆焊层与基体熔合良好,无分离现象及裂纹、气孔等缺陷;堆焊层的硬度高于基体;堆焊层具有良好的抗晶间腐蚀能力;堆焊层各元素含量均符合相关标准。通过公式计算表明母材稀释率较低,仅为7.6%。     

热轧辊耐磨堆焊焊条的研制

研制了一种用于热轧辊堆焊的耐磨堆焊焊条，通过反复调整焊条药皮组成，找到了适合热轧辊的合金系。通过堆焊层的金相显微分析及Ｘ－射线物相分析表明：新研制的热轧辊耐磨堆焊组织为马氏体加残余奥氏体加碳化物。堆焊层的硬度在ＨＲ５８～６０之间。高应力磨料磨损实验和工业试验证明，热轧辊堆焊合金的耐磨性优良，是４５钢的６．１倍。在５８０℃经１０００时效处理后，堆焊层硬度仍保持在ＨＲＣ５８～５９。     

铌含量对铁-铬-碳系合金碳弧堆焊层组织和耐磨性能的影响

以铌质量分数为05%的铁-铬-碳系合金粉块为堆焊材料,采用碳弧堆焊方法在Q235钢基体上制备了堆焊层,研究了铌含量对堆焊层组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明:铌质量分数在05%范围内时,堆焊层均能与Q235钢基体实现良好的冶金结合;堆焊层的组织由灰黑色基体组织和白色硬质相组成,基体组织主要为马氏体和残余奥氏体,白色的硬质相主要为初生的M7C3型碳化物、共晶碳化物以及Cr23C6;随着铌质量分数从0增加至5%,堆焊层组织逐渐细化,硬质相数量逐渐增多,且分布得更加均匀,堆焊层的硬度先升后降,磨损量先降后升;当铌质量分数为3%时,堆焊层硬度最高,为63 HRC,磨损量最小,为5.5mg,磨损表面的划痕最浅,且不连续,仅有少量斑点状凹坑,磨损程度最轻。     

高抗裂耐磨堆焊焊条的研制

为开发高抗裂高耐磨的堆焊焊条,采用H08A焊芯,通过调整药皮中的组分,设计了4种碱性焊条,然后分别在Q235钢基体上进行堆焊,采用光谱仪、硬度计、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对堆焊层的化学成分、硬度和显微组织进行了分析,并研究了堆焊层的耐磨性和抗裂性。结果表明:优化成分焊条的堆焊层组织为混合型马氏体+少量残余奥氏体+弥散分布的一次NbC-TiC颗粒,低碳马氏体和高碳马氏体数量相当,硬度为58.1 HRC;堆焊层具有高的抗裂性能,连续堆焊不产生宏观裂纹;堆焊层的耐磨性也较好,约为淬火态45钢的1.41倍。     

含钒耐磨堆焊合金的组织与性能

通过在Fe-Cr-C自保护金属芯堆焊焊丝中加入不同含量的钒（钒的质量分数分别为0.73%,2.3%,3.1%,4.1%）,研究了钒对Fe-Cr-C堆焊合金微观组织、硬度及耐磨性的影响。试验结果表明,随钒含量的增加,堆焊合金组织的基体由奥氏体向奥氏体＋马氏体转变,当钒的质量分数超过4%时,基体组织全部转变为马氏体;随钒含量的增加,堆焊合金组织中的初生碳化物由长条状、粗大直边六角状转变为球状或不规则形状,基体中析出大量弥散分布的二次碳化物;随钒含量的增加,堆焊合金的硬度和耐磨性亦相应提高。     

两种硬面药芯焊丝堆焊层金属耐磨性的研究

对研制的两种硬面药芯焊丝HDY704、HDY502焊态和焊后热处理堆焊层金属的显微组织及耐磨性能进行了研究,探讨了堆焊层金属的磨损机理。结果表明：合金钢硬面药芯焊丝HDY704和不锈钢硬面药芯焊丝HDY502堆焊层金属的显微组织均为马氏体加少量残余奥氏体;焊后热处理均能提高其耐磨性能;热处理后HDY502堆焊层金属有弥散碳化物析出使硬度增加近10HRC,而HDY704堆焊层金属的硬度不变;堆焊层金属的磨损机理为沙粒在压力作用下被压入基体中沿运动方向的切削破坏。     

HYDCrMo埋弧硬面堆焊药芯焊丝的研制

开发了马氏体不锈钢型HYDCrMo埋弧硬面堆焊药芯焊丝 ,其堆焊层的显微组织为马氏体 +少量残余奥氏体 ,在马氏体基体上弥散分布着细小的碳化物质点。堆焊层结合强度测定表明 ,其堆焊层的结合强度高。该焊丝配HJ2 6 0焊剂 ,焊接工艺性能良好。焊后进行回火热处理 ,堆焊层的硬度为 5 1～ 5 3HRC ,堆焊层硬度不均匀性为± 1.5HRC。