Fe-Cr-Ti-C系药芯焊丝熔覆层中硬质相生长模式

将Fe-Cr-Ti-C系耐磨药芯焊丝采用钨极氩弧焊堆焊到低碳钢表面,分析熔覆层中的物相组成,研究熔覆层中硬质相的形态分布和生长机理,探究熔覆层的耐磨性及表面硬度等力学性能变化的原因. 结果表明,药芯堆焊焊丝中的合金元素的过渡系数很高,可原位合成(Fe,Cr)₇C₃和TiC硬质相,TiC优先依附外来界面行核、长大,共晶(Fe,Cr)₇C₃硬质相则依附于初生马氏体相和TiC形核生长,点状TiC硬质相(少数为条状和十字状)弥散分布于马氏体、残余奥氏体的基体中,与网状的(Fe,Cr)₇C₃耐磨框架组成复合硬质相,提高熔覆层的耐磨性.     

钻杆接头耐磨带堆焊药芯焊丝的研究

研制一种Fe-B-Nb-Ni系钻杆耐磨带堆焊药芯焊丝,采用CO2气体保护堆焊方法,制备Fe-B-Nb-Ni耐磨堆焊合金,利用OM,SEM,XRD等方法对堆焊合金的显微组织进行了观察分析,对堆焊层的硬度及耐磨性能进行了测试分析.结果表明,Fe-B-Nb-Ni堆焊合金耐磨性能比国外某进口药芯焊丝提高了约37％,其宏观硬度值达到HRC60.5～62.2.Fe-B-Nb-Ni堆焊合金的显微组织为马氏体+铁素体+少量渗碳体+颗粒状NbC+包晶Fe3(B,C)+共晶Fe23(B,C)6、Fe3(B,C)+少量共晶Fe2B相,其中NbC硬质颗粒弥散的分布于基体中,基体中的马氏体组织具有优异的强度和耐磨性,起到了很好的耐磨骨架的作用.Fe-B-Nb-Ni堆焊合金的磨损机理主要是犁沟式微切削和局部的硬质相剥落.     

含TiB2相Fe-Cr-Ti-B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0．8％～1．2％C,7％~8％Cr,0．8％～1．0％Ti,0～1．2％B（质量分数）的Fe-Cr-Ti-B堆焊合金,借助光学显微镜、X射线衍射等分析手段,研究其显微组织及相组成,结果表明,该堆焊合金的基体组织由大量铁素体＋少量马氏体组成,而硬质相则由（Fe,Cr）3（C,B）＋TiB2＋TiC＋（Fe,Cr）2B＋（Fe,Cr）B等构成。另外,考察了碳化硼（B4C）含量对Fe-Cr-Ti-B堆焊合金硬度和耐磨性的影响,试验结果表明,含TiB2相的Fe-Cr-Ti-B堆焊合金具有优良的耐磨性;随药芯焊丝中B4C含量的增加,堆焊合金硬度及相对耐磨性先升高后降低,当其质量分数为5％时,达到最佳值。     

堆焊

20093282B4C对高碳铬铁自保护药芯焊丝力学性能的影响/王清宝…//焊接学报.-2008,29(11):109~112通过改变高碳铬铁中熔覆金属B4C的含量,分别考察了B4C对堆焊熔敷金属金相组织、硬度和不同载荷下耐磨性的影响,并对堆焊熔敷金属磨损形貌进行了分析。结果表明,随B4C含量的增加,初生碳化物的生长方向性越来越明显,成定向生长趋势,并且熔敷金属的宏观硬度逐渐增大,但B元素含量超过0.5%时,硬度变化趋缓;不同载荷磨损条件下,B4C强化的熔敷金属表现出耐磨性不同,堆焊熔敷金属耐磨面碳化物断裂或剥落少时,表现出良好的耐磨性,当碳化物大量断裂或剥落时,耐磨性变差。图5表3参420093283焊条电弧堆焊自熔性合金复合粉末的研究/张勇…//焊接.-2008(12):51~54采用焊条电弧焊堆焊技术,在Q235钢表面堆焊铁基、铁基和镍基复合粉末。研究添加自熔性合金粉末后堆焊层的性能状况。利用金相显微镜对堆焊层的金相组织进行了研究,通过硬度和磨损试验测试了堆焊层表面的硬度和耐磨性。结果表明,添加铁基自熔性合金或铁镍混合自熔性合金粉末均提高了堆焊层的硬度,并且随着添加量的增加,硬度和耐磨性也有相应的提高,且...     

堆焊

20093282B4C对高碳铬铁自保护药芯焊丝力学性能的影响/王清宝…//焊接学报.-2008,29(11):109~112通过改变高碳铬铁中熔覆金属B4C的含量,分别考察了B4C对堆焊熔敷金属金相组织、硬度和不同载荷下耐磨性的影响,并对堆焊熔敷金属磨损形貌进行了分析。结果表明,随B4C含量的增加,初生碳化物的生长方向性越来越明显,成定向生长趋势,并且熔敷金属的宏观硬度逐渐增大,但B元素含量超过0.5%时,硬度变化趋缓;不同载荷磨损条件下,B4C强化的熔敷金属表现出耐磨性不同,堆焊熔敷金属耐磨面碳化物断裂或剥落少时,表现出良好的耐磨性,当碳化物大量断裂或剥落时,耐磨性变差。图5表3参420093283焊条电弧堆焊自熔性合金复合粉末的研究/张勇…//焊接.-2008(12):51~54采用焊条电弧焊堆焊技术,在Q235钢表面堆焊铁基、铁基和镍基复合粉末。研究添加自熔性合金粉末后堆焊层的性能状况。利用金相显微镜对堆焊层的金相组织进行了研究,通过硬度和磨损试验测试了堆焊层表面的硬度和耐磨性。结果表明,添加铁基自熔性合金或铁镍混合自熔性合金粉末均提高了堆焊层的硬度,并且随着添加量的增加,硬度和耐磨性也有相应的提高,且...     

超低碳氮强化埋弧与自保护药芯焊丝堆焊层性能分析

通过超低碳氮强化00Cr13Ni4MoN堆焊合金埋弧和明弧(自保护)两种药芯焊丝配方的设计及其熔覆金属化学分析,阐述了两种焊丝熔覆金属中氮的过渡形式;在堆焊工艺参数相同的情况下,对微观金相组织,宏观硬度、抗回火性及耐磨性的研究,分析比较了两种药芯焊丝堆焊熔敷金属的力学性能.结果表明,修复连铸辊,自保护焊丝比埋弧焊丝具有更好的力学性能及更宽的应用范围.     

铁基硬面堆焊药芯焊丝的开发及应用

为解决水泥、电力、冶金、矿山等行业立磨、辊压机、耐磨板等耐磨部件的耐磨损问题,对铁基硬面堆焊药芯焊丝进行了研究。通过调整药芯焊丝中碳、铬含量以及一种或多种强化合金元素种类与含量,制备了碳含量4%~6%,铬含量20%~35%,其他合金元素含量小于10%的铁基硬面堆焊合金,分析了堆焊合金显微组织和硬度,对合金中硬质碳化物面积百分比、碳化物尺寸进行了定量分析,对堆焊合金的耐磨性进行了试验。结果表明:堆焊合金的主要组织为初生碳化物(Cr,Fe)7C3、共晶碳化物(Cr,Fe)7C3、残余奥氏体及少量其他碳化物;随合金中初生碳化物的增加,合金硬度和耐磨性增加,但碳化物过多时,硬度继续增加,耐磨性反而下降;适量合金元素Nb、Mo等的加入,在合金中以固溶体和细小弥散分布的硬质相的形式存在,有利于提高合金的耐磨性。通过配方设计和应用试验,成功开发出6种硬面堆焊用药芯焊丝。     

埋弧药芯焊丝Nb、V合金元素含量对堆焊熔敷金属耐腐蚀性能的影响

1Cr13马氏体不锈钢常用于制造冶金轧辊、汽轮机叶片、泵轴等零件,这些零件因腐蚀产生的表面微缺陷常导致零件断裂失效,向堆焊熔敷金属中过渡适量特定合金元素,可有效改善其耐腐蚀性能。文中在1Cr13药芯焊丝配方的基础上,通过添加不同含量的铌铁和钒铁(3.2 wt.%、6 wt.%、10 wt.%)制备了三种埋弧药芯焊丝进行堆焊试验,分析堆焊熔敷金属的显微组织,并研究Nb、V含量对堆焊熔敷金属耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着药芯焊丝中铌铁和钒铁含量的增加,堆焊熔敷金属中析出相的数量逐渐增多,这些析出相为含Nb、V的碳氮化物,能有效抑制富Cr析出相的形成,提高基体中的有效Cr含量;大量均匀分布的析出相有利于腐蚀从多位置发生,促进了堆焊熔敷金属的均匀腐蚀,改善了堆焊熔敷金属的耐腐蚀性能。但含Nb和V的析出相过度析出会使基体中大量C、N原子脱溶,导致堆焊熔敷金属硬度下降。     

Fe-C-Cr-V高铬堆焊合金的M7C3型碳化物及耐磨性

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含有0.9%~3.0%C,15%~20%Cr,2.0%~3.0%V的高铬合金.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究其显微组织及碳化物分布形貌.结果表明,其显微组织由马氏体+铁素体+奥氏体+初生M7C3+(Fe,Cr)3C+TiC等相组成.通过优化药芯焊丝组份及调整堆焊速度,获得了沿堆焊表面垂直方向定向分布的初生M7C3型碳化物,电子能谱分析显示该碳化物为(Fe,Cr,V)7C3.此外,考察了碳含量对高铬堆焊合金硬度及耐磨粒磨损性能的影响.表明其耐磨性优良,其中15~25μm M7C3型初生碳化物颗粒有效阻碍磨粒的显微切削运动,显著改善了耐磨性.     

Nb-Ti高抗裂耐磨堆焊焊条的研制

采用H08A焊芯,通过药皮向堆焊金属过渡合金元素,形成多种硬质相,达到多元复合强化、提高耐磨性的目的.采用光谱仪、金相显微镜、扫描电镜和EDAX能谱分析了堆焊金属的成分和组织结构.研究结果表明,优化焊条的堆焊层组织为混合型马氏体和少量残余奥氏体+弥散分布的一次NbC,低碳马氏体和高碳马氏体数量相当.碳化物硬质点呈颗粒状弥散分布,这使焊层达到较高的硬度,而基体有较高塑韧性,实现抗裂性增强.     

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。     

Fe-Cr-C-B-Nb堆焊合金的显微组织和耐磨性

采用明弧自保护法制备Fe-Cr-C-B-Nb系耐磨堆焊合金,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段,分析堆焊层中的物相组成,探究熔池中硬质相析出顺序,研究B和Nb元素含量对其显微组织和耐磨性影响. 结果表明,制备的堆焊合金显微组织为马氏体+残余奥氏体+ M23(C,B)6+NbC,NbC先于M23(C,B)6生成. 当堆焊层中B元素含量为0.21%,Nb元素含量为1.44%时,可以使堆焊合金有较高的硬度和耐磨性. 洛氏硬度可达69 HRC±1.5 HRC,磨损量为0.037 6 g. 过量的B元素不利于NbC析出,而使Nb元素固溶强化硼化物和基体. 耐磨性试验结果表明,M23(C,B)6和NbC两种硬质相显著改善了Fe-Cr-C-B-Nb系堆焊合金的耐磨性.     

Ti和Nb对铁基堆焊合金组织性能的影响

改变Ti或Nb的添加量制备Fe-Cr-C-B系铁基堆焊合金.借助扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计和磨损试验机对堆焊合金组织性能进行测试分析.结果表明,在含Ti或Nb的堆焊合金中,初生奥氏体晶粒细化,共晶组织呈断网状均匀分布,并分别有黑色圆形或块状TiC和菱形或三角形NbC硬质相颗粒生成,添加5%Ti的堆焊合金组织最细小.TiC或NbC硬质相颗粒在组织中呈均匀弥散分布,能够作为耐磨质点与细化的初生奥氏体和共晶组织构成耐磨骨架,共同抵抗磨粒的楔入与切削作用.当Ti添加量为5%时,含Ti堆焊合金达到最优耐磨性,硬度为66 HRC,磨损量为0.048 7 g;当Nb添加量为4%时,含Nb堆焊合金达到最优耐磨性,硬度为65 HRC,磨损量为0.052 4 g.在同等条件下,含有适量Ti的铁基堆焊合金具有更优的耐磨性.     

新型高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝

研究了一种新型高铬铸铁堆焊药芯焊丝，分析了焊丝的脱渣性、抗裂性、耐磨性、硬度和金相组织。实验结果表明，该焊丝采用普通埋弧焊机，不需加入任何保护气体和焊剂能顺利进行堆焊，简化了操作过程，综合成本低；脱渣性好、熔敷速度快；不预热时连续堆焊也不出现裂纹，抗裂性良好；单道单层堆焊后室温硬度为48HRC左右，切削加工性能好；耐磨性为某硬度基本相同的高铬铸铁药芯焊丝耐磨性的1．27倍。     

CO2气体保护药芯焊丝喷粉堆焊层组织及其耐磨性

采用CO2气体保护焊方法,使用高铬铸铁药芯焊丝,喷射优化设计的Cr-Ti-Mn-B系粉体形成耐磨堆焊层。利用XRD及金相显微镜分析堆焊层组织结构,并测定堆焊层的硬度和磨损性能。结果表明:与单纯高铬铸铁芯堆焊层相比,喷射粉体后堆焊层的洛氏硬度HRC增加,当Mn铁、Cr铁、B铁、Ti铁质量分数比为4.3∶52.2∶3.9∶39.6时,堆焊层硬度和耐磨性最高。喷射粉体堆焊层以马氏体为主,并有(Cr,Fe)7C3,FeMn2等相产生,从而提高堆焊层硬度和耐磨性。     

Fe-Cr-V耐磨堆焊合金

制备了用于埋弧焊药芯焊丝的Fe-Cr-V堆焊合金,其成份(质量分数,%)为c0.9～1.5,Cr 13～15,V 1.0-2.0.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究了其显微组织,并考察V和B4C含量对该堆焊合金性能的影响.Fe-Cr-V堆焊合金的显微组织由铁素体 马氏体 (Cr,Fe)23C6等碳化物组成.电子能谱微区分析显示Cr,V元素晶界含量显著高于晶内,随WC加入量提高,晶界与晶内含量差距增大.由于沿晶界析出碳化钒,这使(Cr,Fe)23C6等晶界碳化物呈条状或断续网状分布,起到耐磨骨架作用,避免了网状形态的强烈脆性.结果表明,其磨粒磨损性能显著优于实心焊丝H25Cr3Mo2MnV堆焊合金.     

高Ni钎料-WC硬质合金颗粒复合堆焊焊条的探讨

以SiC材质成型舟皿作为模具,尺寸为2～5 mm的YG8型WC硬质合金颗粒为耐磨相,CuZnNi合金为胎体金属,加入NiCrBSi合金粉末以提高胎体金属的Ni含量与Cr含量,采用钼丝氢气炉烧结制备高Ni钎料-WC硬质合金颗粒复合堆焊焊条,并对成型后焊条的断面形貌及胎体金属成分进行分析.结果 表明,硬质合金颗粒在焊条内呈...     

氩弧熔覆 TiC 颗粒增强 Fe 基涂层组织性能研究

目的研究氩弧熔覆条件下TiC颗粒增强Fe基涂层的组织和性能。方法在Fe45自熔性合金粉末中添加TiC颗粒,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出含TiC颗粒增强的Fe基合金复合涂层,并对熔覆层的显微组织结构、硬度分布及耐磨性能进行分析研究。结果复合涂层是由(Fe,Ni)形成的枝晶和枝晶间的(Fe,Cr)23(C,B)6,Fe3(C,B)共晶组织以及TiC增强颗粒组成,TiC颗粒细小弥散分布在基体金属内,部分TiC颗粒聚集生长为棒状、十字状和放射状。结论熔覆层的显微硬度最高可达980HV,较Q235钢提高了4倍,耐磨性提高了约11倍。     

Comparative study of the wear resistance of three metal-fluxed core wire-welded coatings used in industry

Metal alloys deposited by welding on the surface of components with the objective of protection against wear and resulting in an increase in the lifetime of parts and equipment have been used extensively in the consumer products industry and sectors of mining and sugar–ethanol. The abrasive wear on parts and equipment represents one of the main depreciation factors of capital and the major cause of expenditure of maintenance in industries. To apply coating by welding, fluxed core wire has been a viable alternative because of its high productivity and high-weld quality, replacing in part the use of the stick electrode. The objective of this paper is to make a comparative study of the abrasive wear-resistant coating deposited by welding with self-shielded fluxed core wires of three metal alloys used in industry, firstly Fe–Cr–Co alloy, secondly Fe–Cr–C alloy with niobium and boron addition[s], and thirdly Fe–Cr–C with niobium addition. Wear-resistant coatings, known as hardfacing, were deposited on carbon steel plates with the same welding parameters and procedures. Samples were obtained by cutting and grinding, and were subjected to abrasive wear tests in a Rubber Wheel apparatus according to the procedure established by ASTM G65-91. The results showed that Fe–Cr–C alloy with niobium and boron addition[s] (presented superiority in terms of wear resistance) was superior in terms of resistance to wear.