Cr3C2/Ni3Al表面耐磨堆焊材料的焊接性

Cr3 C2/Ni3 Al复合材料是一种极具潜力的高温表面耐磨堆焊材料,焊接性对于该材料的推广应用至关重要.将真空烧结制得的Cr3 C2-NiAl-Ni焊条堆焊于碳钢和耐热钢表面,可形成无焊接裂纹的Cr3 C2/Ni3Al复合材料堆焊层,表明Cr3 C2/Ni3 Al复合材料具有良好的焊接性,适于作为铁基材料表面耐磨堆焊材料推广应用.分析认为,Cr3 C2/Ni3 Al复合材料具有良好焊接性的原因在于:(1)焊接过程中,Cr3 C2发生溶解再析出,熔池中的C优先被氧化,保护了Al的氧化.(2)从铁基材料基材中扩散入到焊层中的Fe元素和Cr3 C2溶解而固溶于焊层中的Cr元素有效地改善了Ni3 Al基体的焊接性.     

Cr3C2/Ni3Al复合材料的微观组织和室温耐磨性

采用药芯焊丝法制得Ni-Al-Cr3C2复合焊丝,将该焊丝堆焊于工件表面,在堆焊过程中,利用氩弧物理热和Ni-Al反应热,Ni与Al化合反应生成Ni3Al金属间化合物,Cr3C2则发生分解,除少部分[C]与[Cr]固溶于Ni3Al基体中外,大部分反应重新析出细小的Cr3C2相,均匀地分布于Ni3Al基体中.室温磨粒磨损和微动磨损实验结果表明,Cr3C2/Ni3Al复合材料的耐磨性为Stellite12合金的2倍左右,较高的硬度、高的碳化物体积分数以及碳化物与Ni3Al基体间良好的界面结合力是Cr3C2/Ni3Al复合材料耐磨性优良的主要原因.     

蠕墨铸铁的干滑动摩擦学特性

分析了蠕墨铸铁的干滑动摩擦磨损规律，研究了工况条件（速度，压力）、成分、组织对蠕墨铸铁干滑动摩擦学特性的影响，探讨了蠕墨铸铁摩擦表面三维形貌与摩擦表而温度特性，结果表明：蠕墨铸铁与球墨铸铁和灰铸铁相比具有最低的磨损率和最高的摩擦系数与最低的摩擦系数衰减最，适合于作为制动器材料。在蠕墨铸铁中添加P、Cr等合金元素可以显著提高耐磨性能。增加摩擦系数。通过对试样三维表面形貌和干滑动摩擦温度场分析．进一步从机理上解释了蠕墨铸铁所具有的良好干滑动摩擦学性能。     

Cr3C2/Ni3Al复合材料的高温稳定性

通过对Cr3C2/Ni3Al复合材料在1000℃进行长期时效和氧化实验,分别考察了该材料的高温相稳定性和化学稳定性.结果表明,经1000℃长期时效后,Cr3C2/Ni3Al复合材料中的Cr3C2强化相保持稳定,而基体中则析出一定量的γ相,该相的析出强化了Ni3Al基体,从而使得复合材料的硬度得到进一步提高.Cr3C2/Ni3Al复合材料具有优良的高温抗氧化性能,其表面形成以α-Al2O3为主的致密氧化膜,在空气中的氧化速率仅为Ni3Al合金的1/2.分析认为,Cr3C2在堆焊过程中发生溶解,导致部分Cr固溶于Ni3Al合金基体中,促进了α-Al2O3的形成,从而改善了复合材料的抗氧化性.Cr3C2具有良好的高温化学稳定性并与Ni3Al基体有较好的氧化协同性,从而可得到基体有力支撑以发挥抵抗磨损的作用.优良的高温稳定性使得Cr3C2/Ni3Al复合材料适于在1000℃的高温环境下长期服役.     

等离子束表面冶金原位颗粒增强铁基涂层的研究

采用等离子束表面冶金技术,在Fe、C合金粉末中添加强碳化物形成元素W、Cr和少量的Al,在低碳钢基体上制备出原位析出的颗粒增强铁基复合涂层.利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对冶金层显微组织和硬质颗粒的分布进行了观察、分析.结果表明：冶金层组织为过饱和的γ-Fe、原位析出形状良好细小弥散的复合碳化物（Fe,Cr,W,Nb）7C3和少量的AlFe,冶金层与基体呈冶金结合.在固溶强化、弥散强化和细晶体强化共同作用下,冶金层显微硬度可达到830HV0.1.     

不同镍基合金等离子堆焊层的微观组织及性能

采用等离子弧堆焊技术在1Cr1 8Ni9Ti不锈钢表面分别堆焊Ni40A、Ni50A、Ni60A镍基合金粉末,研究不同镍基合金堆焊层的显微组织、硬度及磨损性能.结果表明,堆焊层基体都是由γ-Ni组成,Ni40A堆焊层中析出相主要是Cr7C3、M23C6、Ni3Si,而Ni50A和Ni60A堆焊层中析出相由CrB、M23(C,B)6、Cr7C3、Cr5B3、Ni3Si组成.Ni60A堆焊层的显微硬度最高,达780HV.耐磨性Ni60A＞Ni50A＞Ni40A.Ni60A堆焊层的摩擦系数最大,而Ni40A和Ni50A差别不大.     

WC增强镍基复合喷焊层的组织与磨粒磨损性能研究

采用扫描电镜、电子探针、X射线衍射和透射电镜技术分析了氧乙炔火焰喷焊WC增强镍基自熔性合金复合涂层的组织结构,并采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机对该涂层与等离子喷涂NiCr/Cr3C2涂层的磨损性能进行了实验比较.结果表明,复合喷焊层内形成了γ-Ni固溶体基体,其中弥散分布着大量细小的碳化物硬质相Cr3C2、B4C、Cr7C3、Cr23C6等.WC颗粒仅在边缘处发生部分溶解,与涂层基体形成了冶金结合,周围生成针状的碳化铬枝晶.该组织决定了喷焊层基体具有较高的硬度,WC增强颗粒与基体之间具有很高的结合强度.复合喷焊层具有很好的耐磨粒磨损性能,其磨损失重量仅为NiCr/Cr3C2涂层的57%.     

回火温度对堆焊模具耐磨性的影响

利用万能试验机、光学显微镜、硬度计及摩擦磨损试验机检测了不同回火温度下堆焊材料的性能,研究回火温度对某微型车中间轴堆焊模具耐磨性的影响.结果表明:当回火温度为500℃时,堆焊层材料具有最大的抗拉强度,较高的硬度.堆焊层显微组织中碳化物颗粒均匀细小地弥散分布于基体,形成颗粒增强复合层,耐磨性最好.     

Cr5冷轧辊堆焊修复技术研究

文中采用自制药芯焊丝在Cr5钢板进行堆焊试验,通过金相组织分析和摩擦磨损试验,验证了Cr5冷轧辊堆焊的可行性。结果表明,药芯焊丝堆焊过程稳定,焊后成形美观;堆焊层金属组织以奥氏体组织为基体,硬质相颗粒弥散分布在基体中,组织均匀细小;堆焊层平均硬度为HRC59,堆焊试样的耐磨性能优于Cr5钢的。     

焊接材料对碳化铬堆焊复合钢板耐磨性能的影响

在工业加工应用中,滑动磨损会导致非常严重的设备组件损耗。堆焊板是众所周知的既经济又实用的耐磨损材料。本文主要研究和对比铁基碳化铬以及铁基碳化铬加硼焊丝对复合堆焊板磨损性能的影响。研究表明;堆焊层的耐磨损特性主要取决于碳化物的体积比、表面硬度及其合金成分。在奥氏体基体组织形成的碳化硼会提高加硼堆焊板堆焊层表面硬度,其细小的碳化硼颗粒提供了更多的碳化铬形核区,从而增加了碳化铬晶粒形成数目及体积分数,而使耐磨损性能优于普通碳化铬堆焊复合钢板。研究发现,堆焊板的耐磨性与碳化物的体积分数成正线性关系,与表面硬度没有很强的相关性。堆焊板的耐磨性随碳含量的增加而线性增加。试验结果显示,形成最多的碳化物的w(Cr)/w(C)比是4.1。     

变温条件下石墨形态对缸套铸铁磨损性能的影响

为了研究缸套铸铁材料石墨形态对其磨损过程的影响,选取了灰铸铁、蠕墨铸铁和球墨铸铁3种具有不同石墨形态的铸铁材料为研究对象,分别在不同温度下对其进行了干摩擦磨损实验。结果表明:灰铸铁的摩擦系数及磨损量随温度的上升而上升,而蠕墨铸铁及球墨铸铁随温度的上升呈现先上升后下降的变化趋势;常温下灰铸铁的摩擦系数及磨损量最大,耐磨性能最差;高温时灰铸铁的摩擦系数及磨损量仍然最大,蠕墨铸铁的摩擦系数大于球墨铸铁,但磨损量最小,耐磨性能最优。     

MICROSTRUCTURE OF PILE-UP WELDING CHROMIUM CARBIDE/Ni3 Al COMPOSITE CLADDING ON DZ125 ALLOY

采用药芯焊丝法制得Ni-Al-Cr3C2复合焊丝, 将该焊丝堆焊于DZ125合金表面. 在氩弧物理热的作用下, Ni与Al化合成Ni3Al并释放大量反应热; Cr3C2发生分解, 并在随后凝固过程中重新析出细小的富Cr的M3C2和M7C3相. 受冷却速率的影响, 靠近母材区域的碳化物尺寸小于外层区域. 母材合金元素进入焊接熔池中, 发生一系列碳化和氧化反应, 生成的化合物按自由能高低随温度降低顺序析出, 导致在焊接熔合区形成大量富Hf, Ta, Ti和W的$M$C复合碳化物和少量氧化物, 距焊层表面越近, 数量越少直至消失.     

等离子熔覆NiCr-Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的研究

目的研究碳化铬含量及磨损载荷力对复合涂层摩擦磨损性能的影响,探究不同磨损载荷下的磨损机制。方法采用5种Ni55和NiCr-Cr_3C_2的混合粉末(Ni Cr-Cr_3C_2质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%),通过等离子熔覆技术制备金属基复合涂层。采用XRD、SEM对涂层物相进行检测分析,使用Rtec万能摩擦磨损试验机对复合涂层表面进行不同载荷下的摩擦磨损性能测试。对涂层组织、摩擦系数、磨损体积及磨损表面微观形貌进行对比分析,探究碳化铬的含量以及摩擦载荷对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果 NiCr-Cr_3C_2在熔覆过程中发生熔化,XRD测得涂层中的碳化物主要以Cr_7C_3为主,其他主要物相包括Cr_3C_2、Cr_(23)C_6、Cr_5B_3、Ni_3Si。复合涂层的硬度及耐磨性能随着碳化铬含量的增加而增大,硬度最高达1500HV以上,耐磨性是基体Q235的2～16倍。当磨损载荷低于80 N时,主要发生磨粒磨损;当磨损载荷为100 N时,主要发生粘着磨损和磨粒磨损,其中S5的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。结论加入碳化铬,随着碳化铬含量增加,复合涂层的耐磨性不断提高,并且随着磨损载荷的增大,涂层磨损机制发生转变。     

WC颗粒增强Cr系抗磨白口铸铁表层复合材料抗磨损性能的研究

本文研究了在三体磨损条件下,WC颗粒增强Cr系白口铸铁表层复合材料的三体磨损性能;并与相应的Cr系白口铸铁的三体磨损性能进行了比较.结果表明,铸态去应力处理时,Cr系白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性有所增强.Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.39,而复合材料相对于基体材料的耐磨性提高到了6以上;硬化态去应力处理时,Cr系白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性略有增强.Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.29,而复合材料相对于基体材料的耐磨性提高到5以上.可见,为了提高Cr系白口铸铁材料表层的耐磨性能,采用WC颗粒增强Cr系抗磨白口铸铁表层复合材料的途径十分有效.     

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。     

WC颗粒增强Cr系白口铸铁复合材料的三体磨损性能的研究

系统研究了在三体磨损条件下,WC颗粒增强Cr系白口铸铁表层复合材料的抗磨损性能,并与相应的Cr系白口铸铁的抗磨损性能进行了比较.结果表明,铸态去应力处理时,Cr系白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性有所增强;Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.39,而复合材料相对于基体材料的耐磨性提高到了6以上.硬化态去应力处理时,Cr系白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性略有增强;Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.29,而复合材料相对于基体材料的耐磨性提高到5以上.可见,为了提高Cr系白口铸铁材料表层的耐磨性能,采用制备WC颗粒增强Cr系抗磨白口铸铁表层复合材料的途径十分有效.     

中频熔敷WC、铬铁、SiC增强铁基复合层组织和耐磨性研究

为了进一步提高Fe55自熔性舍金粉末熔敷层的耐磨性能,在Fe55合金粉末中添加了碳化钨、铬铁、碳化硅颗粒,利用中频感应加热在42CrMo钢表面进行熔敷.通过正交试验研究了碳化钨、铬铁、碳化硅颗粒加入量对熔敷层组织、结构、硬度及耐磨性的影响.研究表明:铬铁添加量在10％,碳化钨添加量在8％,碳化硅添加量在3％时,熔敷层组...     

Preparation of in situ-formed WC/Fe composite on gray cast iron substrate by a centrifugal casting process

An iron-based composite reinforced by in situ-formed tungsten carbide particles was fabricated on gray cast iron substrate by a centrifugal casting process. The as-prepared composite was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and microhardness and wear testers. An appropriate pouring temperature (1300 °C) of the gray cast iron melt was chosen considering the dissolution temperature of the tungsten wires determined by differential scanning calorimetry. The experimental results showed that the tungsten wires were dissolved partially by the cast iron melt. As a result, primary and secondary tungsten carbide particles and pearlite with a negligible amount of graphite flakes were formed as the reinforcing phase and the matrix, respectively. The composite with a thickness of about 3 mm was dense and metallurgically bonded to the gray cast iron substrate. Wear resistance was determined by a pin-on-disc wear test technique, indicating that the composite containing high volume fraction of hard tungsten carbides presented higher wear resistance compared with the unreinforced gray cast iron.     

LASER ALLOYING ON CHROMIUM-COATED SURFACE OF NODULAR CAST IRON

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬａｓｅｒａｌｏｙｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｍａｋｅｓｌａｓｅｒｂｅａｍｈｅａｔ，ａｎｄｍｅｌｔｏｒｓｏｌｉｄｉｆｙｍｅｔａｌｓｕｒｆａｃｅｑｕｉｃｋｌｙｂｙｈｅａｔｉｎｇｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｉｎｉｔｓｏｗｎｂｏｄｙ．Ｄｕｅｔ...