B元素对Cr-Ni-Mo-Mn系药芯焊丝堆焊金属组织结构的影响

在自保护堆焊药芯焊丝药粉中加入不同含量的碳化硼(B_4C)粉体获得了不同硼(B)元素含量的堆焊层。金相组织观察发现,堆焊层基体为奥氏体和马氏体复合组织结构,晶界处断续分布着(Mo,Cr,Fe,Nb)2B共晶产物,通过固溶强化作用可提高堆焊层的硬度和耐磨性,但存在亚稳定相δ-铁素体,造成堆焊层开裂。经500℃时效处理后,组织中δ-铁素体会转变为σ-铁素体,可有效防止堆焊层开裂,同时提高堆焊层硬度和耐磨性。粉体中碳化硼(B_4C)的最佳加入量为1.5%,最高硬度值为47 HRC,相对耐磨性较不加B元素药芯焊丝获得的堆焊层提高3倍。使用该堆焊材料修复的截止阀使用寿命得到延长,同时具有良好的耐腐蚀性,较高的经济价值。     

热处理工艺对含Y过共晶Fe-Cr-C堆焊合金组织与耐磨性的影响

制备含Y过共晶Fe-Cr-C堆焊合金,采用不同的热处理工艺,得到了不同基体的过共晶Fe-Cr-C合金。采用光学显微镜对其组织进行了观察,采用X射线衍射仪对其相结构进行了分析,采用硬度计、摩擦磨损试验机对其硬度和耐磨性进行了测定,采用扫描电镜对磨损形貌进行观察。结果表明,4种合金组织都是主要由初生碳化物以及共晶组织构成。焊态时,基体为奥氏体+部分马氏体;950℃退火后,基体为铁素体;950℃淬火后,基体为马氏体+残留奥氏体;450℃回火后,基体为回火马氏体+残留奥氏体。合金的硬度和耐磨性变化随基体组织的变化而变化,950℃退火试样硬度最低、耐磨性最差,950℃淬火试样硬度最高、耐磨性最好,450℃回火试样抗开裂性能较好。过共晶Fe-Cr-C堆焊合金的磨损机制主要是微切削和微犁削。     

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。     

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。     

元素添加量对水等离子弧堆焊铁基合金层的影响

采用正交试验方法设计了几种铁基合金系堆焊粉末,利用水等离子火焰机在Q345钢板上进行堆焊,分析了Cr,Mo,Si,C添加量对堆焊层硬度、显微组织及磨损性能的影响。结果表明:堆焊层中含有大量的M7C3初生碳化物及共晶组织,最高硬度可达到56.8HRC,耐磨性较好,Cr和C对堆焊金属的耐磨性影响最大。试验表明,采用水等离子火焰机可以较好地进行粉末堆焊。     

Ti对Fe-B-C-Ti系堆焊层组织及耐磨性的影响

采用CO_2气体保护实心焊丝堆焊与喷射送粉的方法在Q235钢表面制备了具有一定耐磨性且无缺陷的韧化Fe-B-C-Ti堆焊涂层,通过金相组织观察,XRD, SEM,硬度测试和磨损试验研究了Ti含量对高碳高硼铁基合金堆焊层的组织及耐磨性的影响。结果表明:Ti元素可抑制过共晶高碳高硼堆焊合金组织中Fe_2B相的形态,能细化初生硼化物和共晶硼化物晶粒,使组织分布均匀,提高堆焊层的韧性。堆焊层以Fe_2B初生相和Fe_2B+(α-Fe)共晶组织为主,同时含有少量的Fe_3(B,C),此组织硬度在HRC63以上,有利于提高堆焊层耐磨性。随着Ti含量的增加,析出相尺寸减小、数量增多、且分布均匀,添加Ti元素可有效提高堆焊层的综合性能。     

堆焊电流对镍基合金等离子堆焊层组织及性能的影响

为了提高Z2CN18-10奥氏体不锈钢的耐磨性,采用等离子堆焊技术在其表面制备镍基合金堆焊层。借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机,对不同堆焊电流条件下镍基合金等离子堆焊层显微组织、相结构、成分、显微硬度及耐磨性进行了系统的研究。结果表明,镍基合金堆焊层的相组成为γ-Ni固溶体与FeNi_3,Cr_(23)C_6,Cr_7C_3,CrB的共晶组织。随着堆焊电流的增大,镍基合金堆焊层的组织由团簇花瓣状向水草状和细长的条状组织转变;当堆焊电流为110 A时,镍基堆焊层的平均显微硬度最大为898 HV,与基体的相对耐磨性为13.8,磨损机制为前期的粘着磨损和磨粒磨损以及后期形成的氧化磨损的混合机制。     

堆焊电流对镍基合金等离子堆焊层组织及性能的影响北大核心

为了提高Z2CN18-10奥氏体不锈钢的耐磨性,采用等离子堆焊技术在其表面制备镍基合金堆焊层。借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机,对不同堆焊电流条件下镍基合金等离子堆焊层显微组织、相结构、成分、显微硬度及耐磨性进行了系统的研究。结果表明,镍基合金堆焊层的相组成为γ-Ni固溶体与FeNi_3,Cr_(23)C_6,Cr_7C_3,CrB的共晶组织。随着堆焊电流的增大,镍基合金堆焊层的组织由团簇花瓣状向水草状和细长的条状组织转变;当堆焊电流为110 A时,镍基堆焊层的平均显微硬度最大为898 HV,与基体的相对耐磨性为13.8,磨损机制为前期的粘着磨损和磨粒磨损以及后期形成的氧化磨损的混合机制。     

堆焊电流对16Mn钢板堆焊层组织与性能的影响

为研究堆焊电流对刮板输送机中部槽堆焊层组织和性能的影响,采用手工电弧焊对与中部槽相同材料和热处理工艺的16Mn钢板进行不同强度电流的堆焊。通过对堆焊层进行组织观察和力学性能测试,分析了电流对耐磨堆焊层组织、硬度、耐磨性和韧性的影响。结果表明:堆焊层组织为马氏体、残余奥氏体和一些碳化物。随着堆焊电流的增大,残余奥氏体含量减少,马氏体变粗大,堆焊层硬度增大,韧性降低。不同电流的堆焊层冲击断口形貌均为河流花样,表明堆焊层韧性都不高。150 A电流焊接的堆焊层耐磨性最佳,主要是由于残余奥氏体起支撑作用。     

合金元素对药芯焊丝堆焊层组织和性能的影响

采用自制的药芯焊丝制备堆焊层,通过硬度测定、光学显微镜观察、磨损试验等测试方法,系统研究了合金元素碳、铬、锰对堆焊层组织和性能的影响规律。结果表明,合金元素可显著改变堆焊层的硬度、显微组织和耐磨性;材料的耐磨性和硬度不是直接对应的关系,还与显微组织有关,单相奥氏体组织不利于材料的耐磨性。     

采煤液压支架立柱堆焊修复研究

研究了不同手工电弧堆焊工艺下D212堆焊层的组织形貌,并与电镀Cr层相对比研究了堆焊层的硬度及耐磨性.结果表明,D212堆焊层组织主要为细小针状马氏体和部分残余奥氏体.堆焊层的硬度随焊接电流的增大而降低,采用双层堆焊比单层堆焊的堆焊层硬度高,堆焊层硬度较高时其耐磨性也较好.采用100 A、44V双层堆焊时,堆焊层硬度和耐磨性与电镀铬相当,可以作为电镀铬局部修补材料.     

稀土元素对奥氏体基堆焊焊条堆焊层金属组织与性能的影响

为适应高温、磨损工作条件,在奥氏体基堆焊焊条中加入稀土元素Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ,系统研究稀土元素对奥氏体基堆焊焊条堆焊层组织与性能的影响。研究结果表明,稀土元素可改善堆焊层的焊态组织,提高堆焊层金属的焊态硬度、时效硬度及耐磨性和耐热疲劳性。并应用于某些在高温状态使用的冶金工业设备零部件的堆焊修复     

激光重熔和时效处理的Co基合金堆焊层组织和性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射物相分析和显微硬度、耐磨性测定等试验手段,对激光重熔及经不同时效工艺处理后的Co基合金堆焊层显微组织、相结构、显微硬度及高温耐磨性能进行了分析研究.结果表明,经激光重熔后,Co基合金堆焊层的组织得到明显细化,硬度和耐磨性都得到提高;重熔堆焊层的组织主要由γ-Co和Cr7C3、Cr23C6等强化相组成.经时效处理后的重熔堆焊层的硬度不但明显得到提高而且耐磨性均优于原始堆焊层.相比较,经900 ℃×6 h时效处理后的重熔堆焊层耐磨性最好.     

硼对堆焊合金组织与性能的影响

研究了不同含硼量时堆焊合金的组织与性能。结果表明，随着含硼量的增加，堆焊层的硬度与耐磨性不断提高，堆焊层的组织状态也发生转化，逐渐由亚共析态转变为过共析态、共晶态乃至过共晶态，其中共晶组织或接近共晶态的组织抗冲击性能最好．而接近共晶成分的过共晶组织硬度与耐磨性最高。     

Mo含量对亚共晶高碳高铬合金组织及性能的影响

将钼铁按一定比例加入焊条药皮并均匀涂覆于H08A焊芯,制成焊条,熔覆于低碳钢板。取试样进行金相组织观察、硬度实验、XRD衍射分析、磨粒磨损实验,研究Mo含量对堆焊层组织及耐磨性的影响。结果表明,Mo的加入能够形成MoC、Mo_2C等碳化物;置换M_7C_3碳化物中的金属原子,形成复杂碳化物;溶入基体,提高堆焊层硬度,并能够使共晶碳化物由菊瓣状转变为网状,适量的Mo能够改善堆焊层耐磨性。     

等离子堆焊铌元素增强镍基合金堆焊层的组织与性能

利用等离子堆焊技术在304L钢板表面制备了添加Nb粉的Ni40合金堆焊层,并对堆焊层的微观组织、显微硬度和耐磨性进行研究。结果表明,堆焊层组织主要由γ-Ni树枝晶、枝晶间的共晶组织、弥散分布的Nb C颗粒、硼化物和碳化物等相组成。由于增强相Nb C颗粒在堆焊层中均匀分布,使Nb/Ni40复合合金堆焊层与纯Ni40合金堆焊层相比,显微硬度提高约40%(平均达到448 HV0.3),耐磨性也提高约37.5%。     

焊后处理对45钢基体模具堆焊层组织及力学性能的影响

在45钢基体上进行了堆焊试验,并将堆焊后的试样分别进行了直接空冷和焊后回火处理,研究了这两种焊层的显微组织、硬度以及耐磨性能.试验研究结果表明:堆焊后空冷试样的显微组织为粗大的板条状马氏体和大量残留奥氏体;堆焊后进行500～550℃回火处理,试样焊层的显微组织主要是细小托氏体和少量残留奥氏体.堆焊后回火处理试样的硬度比直接空冷试样的硬度低10％,邻近熔合区的基体硬度有所提高,熔合区硬度梯度减小,有利于改善堆焊层的韧性;焊后回火处理的试样的耐磨性比直接空冷试样的耐磨性提高35％.     

NbC增强Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织与磨粒磨损性能

以H08A为焊芯,在Fe-Cr-C耐磨合金焊条药皮中加入NbC,对堆焊层组织及NbC对堆焊层硬度和耐磨性的影响进行了研究.结果表明,NbC增强Fe-Cr-C耐磨合金的宏观硬度和耐磨性都高于Fe-Cr-C合金,宏观硬度达到61.6 HRC,比Fe-Cr-C耐磨合金提高9.6%;相对耐磨性提高60%.NbC增强Fe-Cr-C耐磨合金中NbC硬质相断面呈不规则形状,分布于M7C3之间,或镶嵌在M7C3中,以菱形或多边形居多,NbC分布不均匀,有局部聚集的区域.与Fe-Cr-C耐磨合金的共晶碳化物比较,Fe-Cr-C-NbC合金的共晶碳化物要粗大,共晶碳化物的间距也较大.     

等离子弧堆焊WC增强型高铬铸铁的组织和性能

采用等离子弧粉末堆焊技术在Q235钢表面分别堆焊高铬铸铁和WC增强型高铬铸铁,通过对各堆焊层的显微组织、化学成分、显微硬度、耐磨性和耐蚀性进行对比分析,揭示WC颗粒对高铬铸铁堆焊层的影响。结果表明,高铬铸铁堆焊层显微组织由初生(Fe,Cr)7C3和共晶组织组成,WC增强型高铬铸铁堆焊层由初生碳化物、WC颗粒和共晶组织组成。与高铬铸铁相比,WC增强型高铬铸铁由于WC的加入,初生碳化物面积分数非常高,共晶组织数量相应减少;WC增强型高铬铸铁的硬度,耐电解腐蚀性和耐热腐蚀性均优于高铬铸铁。两种堆焊层熔合线处的硬度陡降,结合线扫描结果说明,WC的加入不影响WC增强型高铬铸铁堆焊层与基体界面处的冶金结合和堆焊质量。     

高铬铸铁耐磨堆焊埋弧药芯焊丝研究

采用自动埋弧堆焊对高铬铸铁埋弧药芯焊丝堆焊合金的组织及耐磨性进行试验,研究Cr/C对堆焊层的组织和耐磨性的影响.研究发现,Cr/C增加,初生碳化物形状越来越规则,初生碳化物的杆状纤维增长,增加堆焊层的韧性.初生碳化物微区Cr含量增加,增加初生碳化物显微硬度.Cr/C与初生碳化物面积分数对耐磨性的影响比较明显,其中初生碳化物面积分数与耐磨性呈线性关系.高铬铸铁堆焊层的耐磨性受到基体组织影响较大,由奥氏体及其分解产物构成的混合基体的堆焊层耐磨性最大.文中所研究的41#、43#、45#焊丝其堆焊层的耐磨性非常好,相对Q235钢的耐磨性分别为β41=27.1716、β43=18.6305和β45=19.7949.文中进一步探讨了耐磨堆焊层磨损过程中的孔洞效应及裂纹扩张效应.