焊接电流对镍基铌复合堆焊层组织及性能的影响

采用等离子堆焊技术在Z2CN18-10不锈钢表面制备了添加铌粉的镍基合金堆焊层,并对堆焊层的显微组织、硬度和耐磨性进行了分析,研究了焊接电流对堆焊层组织和性能的影响。结果表明:焊接电流为140A时,堆焊层中可以较好地析出NbC颗粒,堆焊层具有良好的耐磨性;焊接电流为110A时,堆焊层硬度可以达到509HV0.3,但是堆焊层成型不好,耐磨性能也最差;当焊接电流增大到170A时,堆焊层硬度明显降低,耐磨性相比140A时的也有所降低。     

Fe-Cr-B-C堆焊合金的组织与耐磨性

采用药芯焊丝气体保护堆焊方法制备Fe-Cr-B-C堆焊合金,利用金相、SEM、XRD等方法,分析了不同硼含量对堆焊合金组织及硼化物形貌的影响。结果表明:Fe-12Cr-xB-0.1C合金的显微组织由铁素体+奥氏体+(Fe,Cr)2B+(Fe,Cr)23(B,C)6组成。当硼含量<3%(质量分数,下同)时,随着硼含量增加,硼化物形态逐渐由断续网状转变为网状;当硼含量≥3%时,随着硼含量增加,初生块状(Fe,Cr)2B数量逐渐增加,其尺寸和分布更均匀,硼化物主要呈块状、条状、鱼骨状、蜂窝状及菊花状分布。初晶(Fe,Cr)2B近似呈四边形柱状体,趋向垂直于堆焊层表面生长。当硼含量≤4%时,硼的增加能显著提高Fe-Cr-B-C堆焊合金的硬度及耐磨性。     

不同焊接电流下气体保护药芯焊丝熔敷金属的显微组织及力学性能

针对一种X80管线钢用气体保护药芯焊丝，研究了不同焊接电流下其熔敷金属的显微组织及力学性能。结果表明：熔敷金属组织主要由针状铁素体、块状铁素体、粒状贝氏体组成；当焊接电流为150～250 A时，随着焊接电流的增大，组织的晶粒尺寸有增大趋势，熔敷金属的屈服强度、抗拉强度和低温冲击性能均呈现先增大后减小的趋势；当焊接电流为200 A时，熔敷金属的力学性能达到最大，焊缝组织以细小铁素体为主。     

硼对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织的影响

在Fe-Cr-C耐磨堆焊合金中,加入硼元素可以有效地提高堆焊层的硬度。本工作以高碳、高铬耐磨堆焊合金为基础,在五组不同的堆焊焊条药皮中加入不同含量的硼元素,研究了硼对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金硬度、组织的影响。实验结果表明,在Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金中加入硼,当在0.1%～0.9%时,堆焊层表面宏观硬度随着硼含量的增加而近似的呈线性增加。当硼含量大于1%时,继续加入硼,对宏观硬度的增加影响较小。当含硼量在0.1%～0.9%范围内,硼能显著提高Fe-Cr-C耐磨合金组织中的硬质相密度。硼对硬质相密度影响的敏感成分范围是0.1%～0.9%,当硼含量大于1%时,继续增加硼含量,硬质相含量没有明显增加。在所研究的含硼量范围内,硼对基体组织的硬度影响较小。     

Si对明弧堆焊合金M_7C_3相及耐磨性的影响

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备Fe-17Cr-4C-2V-Mn-Si-Ti多元合金系堆焊合金。借助金相显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等手段,研究硅对其M_7C_3(M=Fe,Cr,V,Mn)相及耐磨性的影响。结果表明:当硅含量从0.6%(质量分数,下同)增加到2.4%时,初生M_7C_3相由板条状转变为块状弥散分布;其相邻间隔的γ-Fe数量逐渐减少直至消失。硅改变了初生M_7C_3形核前驱体-液态合金化高碳原子团簇的属性而引起其形态、分布和尺寸改变。磨损结果表明,当硅含量从0.6%增加至2.4%时,合金耐磨性先提高后下降,至1.5%时耐磨性最佳,微切削和微观断裂两种磨损机理并存。     

原位复合(Nb-Cr-Ti)C堆焊金属的组织与性能

工业机械设备表层磨损失效非常普遍,堆焊是其最有效的保护方法之一.采用自制焊条,通过对堆焊合金的组织结构设计和成分调整,自行设计了Nb-Cr-Ti系堆焊金属,并堆焊出了耐磨抗裂的合金层.采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪器以及磨损试验机等,分析了堆焊层组织结构和性能,探讨了各合金元素在堆焊层中的作用.结果表明:堆焊层组织为混合型马氏体和少量残余奥氏体+弥散分布的复合(Nb-Cr-Ti)C颗粒,低碳马氏体和高碳马氏体数量相当.铌在高温下先析出生成硬质相NbC,碳化物硬质点呈颗粒状弥散分布,使组织细化,也使焊层达到较高的硬度,提高了耐磨性.碳化物的大量弥散析出,使得基相含碳量较低而转变成低碳马氏体,因基相有较高的塑韧性,抗裂性增强.该堆焊层的耐磨性和抗裂性明显优于商用D667焊条.     

Si元素对明弧堆焊奥氏体合金组织及耐磨性的影响

为获得以奥氏体为基体且韧性及耐磨性良好的明弧堆焊合金,采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了以奥氏体为基体的Fe-C-Mn-Cr-Nb-V-Ti系多元耐磨合金,借助X射线衍射仪、扫描电镜及其附属能谱仪等测试手段,研究了Si含量对其组织和耐磨性的影响。结果表明:堆焊合金基体为γ-Fe,硬质相有(Fe,Cr,Mn,V)_(23)C_6,(Nb,Ti)C和(Fe,Cr)_3(C,B)等;当堆焊合金含1.5%Si(质量分数)时,出现了沿晶(Fe,Cr,Mn,V)_7C_3相;随着Si含量提高,沿晶界分布的(Fe,Cr,Mn,V)_(23)C_6型碳化物数量先增加然后减少,形态从树枝骨架状变为层片状离散孤立分布,胞状γ-Fe晶内原位析出的(Nb,Ti,V)C复合碳化物随之增大,堆焊合金耐磨性呈先提高后下降再提高的趋势;0.9%Si和1.5%Si堆焊合金试样的磨损质量损失低于一般高铬铸铁,具有良好的耐磨性和韧性,其磨损机制主要为磨粒的显微切削。     

Fe—C—Cr—V—B系高铬堆焊合金的显微组织及耐磨性

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含有C 1 2%～1 8%(质量分数,下同),Cr 15%～20%,V 2 0%～3 0%,B 0%～1 0%的高铬堆焊合金.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等分析手段,研究其显微组织及碳化物分布形貌,结果表明:其显微组织由α-Fe+γ-Fe+(Fe, Cr)7C3+ (Fe, Cr)3C+Fe3(C, B)+B4C等组成,加入B4C可显著细化该堆焊合金晶粒,降低α-Fe,γ-Fe基体组织的Cr,V等合金元素的固溶量,使碳化物(Fe, Cr)7C3数量增加且呈弥散分布.另外,考察了B4C含量对高铬堆焊合金硬度及耐磨性的影响,耐磨粒磨损实验结果表明其相对磨损系数是H25Cr3Mo2MnV堆焊合金的6～17倍,其中碳化物颗粒四周均匀分布的α-Fe等基体组织使其可承受较大的磨粒冲击而不脱落.     

焊接电流对X80钢低温焊接接头组织与性能的影响

通过显微组织分析、硬度测试、拉伸试验、冲击试验、腐蚀试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等实验手段,研究了焊条电弧焊(SMAW)不同焊接电流对X80钢低温焊接接头组织与性能的影响。结果表明:随着焊接电流增加,热影响区(HAZ)晶粒粗化,并且软化现象更加明显;焊接电流在180~190A的接头综合力学性能最佳,但当电流增加到190~200A时,接头的综合力学性能显著降低;各组接头腐蚀速率相差不大,范围在0.14~0.19g/(m2·h),腐蚀膜具有较好的致密性,能够阻止腐蚀介质对基体继续进行腐蚀,从而达到较好的耐腐蚀效果。     

自保护药芯焊丝堆焊原位合成TiB_2-TiC颗粒对堆焊合金组织性能的影响

采用自制的自保护药芯焊丝在Q235钢表面进行明弧堆焊实验,调整药芯焊丝中钛的添加量制备多组Fe-Cr-C-BTi合金。通过硬度和磨损实验得出堆焊合金力学性能的变化规律,借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对堆焊合金的物相组成和显微组织进行观测分析。结果表明:随着钛添加量的增加,堆焊层中有TiC和TiB_2硬质相颗粒生成,并且TiC优先于TiB_2产生。大量弥散分布的TiC和TiB_2在磨损过程中能起到抗磨质点和阻碍位错运动的作用,能够显著提高堆焊合金的耐磨性。当堆焊合金中钛的质量分数从0.15%增加到1.43%时,堆焊层的硬度从56.5HRC增加到66HRC,而磨损失重量从0.5772g减少到0.0487g。     

高铬铁基药芯焊丝不同堆焊工艺下的显微组织与性能研究

采用高铬铁基耐磨合金细粉做成药芯焊丝,分别用埋弧堆焊和等离子束堆焊方法制备耐磨试样,对试样的显微组织、硬度分布、耐磨性分别进行研究。实验表明：埋弧堆焊和等离子束堆焊组织具有较明显的区别,埋弧堆焊试样结晶定向性更好,晶粒更细化;埋弧堆焊涂层显微硬度平均值为791 HV0.2,等离子束堆焊涂层显微硬度平均值为774HV0.2,埋弧堆焊涂层的显微硬度分布更均匀;耐干砂磨粒磨损性能埋弧堆焊是等离子束堆焊的1.7倍。     

外加纵向磁场电流对等离子弧堆焊陶瓷相增强铁基合金组织结构和耐磨性的影响

为了改善原位合成陶瓷相增强铁基堆焊合金的组织结构和耐磨性,采用等离子弧堆焊在20G碳钢表面制备原位合成陶瓷相增强铁基合金时施加纵向磁场,研究了外加磁场电流对堆焊层组织结构、硬度及耐磨性能的影响,对磁场作用机理进行了初步讨论.结果表明:外加磁场能够促进晶粒的细化,磁场电流为2.0A时,堆焊层中六边形M7C3陶瓷硬质相最多且均匀分布,硬度和耐磨性最好;随着磁场电流的继续增大,由于电磁阻尼占主导地位,堆焊层的性能下降.     

Cr8Nb3CSiMnTi系堆焊合金的组织及耐磨性研究

为解决中铬合金耐磨性不足的问题，采用“复合粉粒+H08A实心焊丝”埋弧焊方法制备Cr8Nb3CSiMnTi系中铬耐磨合金，借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及附属能谱仪(EDS)等手段，研究了碳含量对该合金组织和耐磨性的影响。结果表明：中铬堆焊合金的基体由α-Fe构成，硬质相包括(Fe, Cr)₇C₃、(Fe, Cr)₃C碳化物和(Nb, Ti)C等相；随着碳含量升高，α-Fe固溶的铬含量持续减小，沿晶(Fe, Cr)₇C₃型碳化物数量增多，形态从孤立状依次改变为树枝状、定向聚集态等，与(Nb, Ti)C相的间距随之减小。湿砂橡胶轮式磨损试验结果显示，随碳含量提高，堆焊合金的耐磨性先显著改善然后降低，这主要与沿晶碳化物(Fe, Cr)₇C₃数量提高以及其与(Nb, Ti)C相的间隔距离改变有关；堆焊合金的韧性则先持续下降，然后上升，这不仅决定于基体数量，而且与沿晶碳化物的形态及其分布有关；其磨损机制包括显微切削和剥落，以显...     

焊接工艺参数及堆焊层数对堆焊层组织性能的影响

本文采用单、双层堆焊方法,研究了以42CrMo作为基体的堆焊层组织、硬度和耐磨性。结果表明,采用双层有助于降低堆焊层的稀释率,硬度变化均匀,有利于提高堆焊层的耐磨性。     

7A52铝合金交流钨极氩弧焊焊接电流对焊接接头组织性能的影响

采用交流钨极氩弧焊对7A52铝合金板进行焊接,通过对不同焊接电流得到的焊接接头显微组织和显微硬度的分析,得出焊接电流对焊接接头组织性能的影响.试验结果表明,当焊接电流为140～160 A时,得到的焊缝组织较均匀,晶粒排列较紧密,焊接接头性能较好.     

热处理对D707堆焊层组织和性能的影响

本文研究了碳化钨型硬质合金堆焊层在不同热处理工艺条件下的组织、硬度与耐磨性。研究结果表明 ,D70 7硬质合金堆焊层经 85 0℃空冷、85 0℃油冷 +4 0 0℃回火后具有较高的硬度和优异的耐腐蚀磨损性能 ,是低合金钢 35CrMo经C、N共渗后 (85 0℃油冷 +2 0 0℃回火 )的 6～ 12倍。     

Cr元素对Fe-B堆焊合金的金相组织与性能的影响

为了提高Fe-B堆焊合金的耐磨性,利用等离子堆焊技术在Q235钢材料表面熔覆不同铬含量的Fe-B-Cr堆焊合金层,通过金相分析、扫描电镜分析、X射线衍射分析,研究Cr元素含量对Fe-B-Cr堆焊合金的组织、硬度和耐磨性的影响。结果表明：随着Cr含量的添加,Cr固溶于Fe和Fe₂B中,堆焊合金由(Fe, Cr)和(Fe, Cr)₂B组成,Cr含量的增加未使Fe-B堆焊合金中生成新相,合金组织由Fe₂B和Fe+Fe₂B的共晶组织构成。Cr元素的添加显著提高了Fe-B堆焊合金的硬度和耐磨性。Cr-2的硬度较Cr-0显著升高。随着Cr含量的不断增加,堆焊合金的硬度值呈上升趋势,Cr-10堆焊层表面硬度高达67 HRC。Cr-10堆焊层的磨损量降到最低,为0.027 5 g,其相对耐磨性较Cr-0提高了375%。     

合金元素对放热焊接接头显微组织的影响

通过改变合金剂的组成,研究了放热焊接中合金元素Mn和Si的添加对焊缝金属微观组织和显微硬度的影响。试验结果表明,通过添加合金元素,能缓和反应剧烈程度,细化焊缝金属晶粒,提高焊缝硬度。当Mn和Si的添加比例均为0．25％时,焊缝组织最均匀,硬度较高。