Cr3C2对等离子钴基堆焊层组织及性能的影响

采用等离子堆焊技术在低碳钢表面制备钴基合金堆焊层(Co40)及添加质量分数20%和40%Cr3C2的钴基合金复合堆焊层(Co40+20%Cr3C2,Co40+40%Cr3C2)。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪以及磨损实验机等研究不同添加量的Cr3C2对钴基合金堆焊层组织和耐磨性能的影响。结果表明:Co40堆焊层由γ-Co和Cr23C6组成;添加Cr3C2粉末后,堆焊层出现未熔的Cr3C2和Cr7C3及Cr23C6相,且明显改变了其组织特征,Co40+20%Cr3C2堆焊层仍以亚共晶方式结晶,但其组织得到明显的细化和均匀化,而Co40+40%Cr3C2堆焊层转变为过共晶方式结晶,其组织由大量初生碳化物和枝晶组织组成;Co40+Cr3C2复合堆焊层的硬度和耐磨性较Co40堆焊层均得到显著提高,且随着Cr3C2添加量的增加而相应提高。     

Q235钢表面堆焊310不锈钢的组织与性能

采用MIG焊工艺,在Q235钢试板表面堆焊ER-310(H12Cr26Ni21Si)不锈钢。通过试验得出,当焊接电流为208A,焊接电压为19.2V,摆动宽度为12mm,摆动速度为26mm/s,焊接速度为5mm/s,搭接量为7mm时,获得了成形美观、致密无缺陷的不锈钢堆焊层。对堆焊层的显微组织、化学成分进行了分析,测试了堆焊层的显微硬度及不锈钢堆焊层的耐蚀性。结果表明,堆焊层组织为奥氏体树枝晶和等轴晶;Ni、Cr、Fe是组成堆焊层的主要元素;堆焊层硬度高于基体;堆焊后材料表面的耐腐蚀性能明显提高。     

铁基自熔合金等离子熔覆层的微观组织及强化机理研究

采用金相显微镜(OM)、附带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)技术及显微硬度分析手段研究了铸铁表面铁基自熔合金粉末等离子熔覆层的微观组织及强化机理.结果表明,采用等离子熔覆技术,铁基合金粉末可在铸铁表面获得与基体冶金结合良好、无裂纹的强化层.熔覆层微观组织主要由近似于六方形或板条状、U形、L形或H形的初生(Cr,Fe)7C3相及短杆状、小块状或颗粒状的(Cr,Fe)7C3共晶碳化物、α-(Fe,Cr)和Fe3C组成,熔覆层与基体界面为细小的共晶莱氏体组织.熔覆层显微硬度可达600~1200HV0.2,熔覆层中高硬度的(Cr,Fe)7C3相、Fe3C相的存在、大量Cr、Si溶质原子溶入基体引起的固溶强化和快速加热及快速冷却产生的细晶强化是熔覆层得以强化的主要原因.     

蒸汽发电机叶片激光堆焊层的性能

为了提高蒸汽发电机叶片(SUS403不锈钢)的耐磨性能和耐气蚀性能,采用4 kW光纤耦合传输半导体激光器堆焊系统在SUS403不锈钢叶片上堆焊了钴基合金粉末.确定了最佳激光堆焊参数,并通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析、x-射线衍射分析、显微硬度计和磨损试验机对堆焊层的显微组织、相组成、微区成分、维氏硬度和耐磨性能进行了研究.结果表明,堆焊层组织中的亚共晶组织的初晶相由富Co的γ奥氏体组成,而共晶组织由富Co的γ奥氏体和复杂的碳化物组成.堆焊后的叶片使用寿命提高了3倍以上.     

Ti对激光熔覆铁基合金涂层组织和耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在低碳钢表面制备Fe基合金涂层（Fe50）和添加1％（质量分数）Ti粉的Ti／Fe50涂层,分析研究两涂层的相结构、显微组织、硬度及耐磨性。结果表明：激光熔覆Fe50涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,其组织由柱状枝晶固溶体及其间网状分布的共晶组成;添加质量分数为1％的Ti后,涂层中除了α-Fe和Cr23C6相,还含有γ—Fe相,组织明显等轴化、均匀化;与Fe50涂层相比,Ti／Fe50涂层耐磨性提高了20％以上。     

不锈钢等离子喷焊钴基合金喷焊层的组织与性能

采用等离子喷焊技术,在304不锈钢基体上喷焊Stellite6钴基合金粉末,制备钴基合金喷焊层。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析研究了喷焊层组织。利用显微硬度计测试喷焊层的显微硬度,通过环—块磨损试验评估喷焊层的耐磨性。实验结果表明:喷焊层组织均匀细小,主要由γ-Co固溶体和(Cr,Fe)7C3相组成;喷焊层的显微硬度在370~420HV1之间;在室温干滑动磨损条件下,喷焊层失重为基体失重的21.2%,喷焊层的耐滑动磨损性能明显提高。     

S32760双相不锈钢Co基等离子堆焊组织耐腐蚀性研究

采用等离子堆焊技术,在S32760双相不锈钢表面堆焊Stellite 12 Co基合金熔覆层,研究了其微观组织、硬度及耐腐蚀性。结果表明,S32760双相不锈钢堆焊Stellite 12 Co基合金后,堆焊层主要由枝晶状γ-Co固溶体和花瓣状枝晶间γ-Co与碳化物共晶组织组成;由于等离子堆焊基体稀释率小,堆焊后热影响区范围小,因此没有出现明显的热影响区硬度高于母材硬度的现象,合金堆焊层硬度在490～510 HV;母材和合金堆焊层表现出良好的耐腐蚀性。     

激光熔覆Cr3C2/Fe复合涂层的组织与磨损性能

采用5kWCO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Fe基合金涂层（Fe55）及添加20%Cr3C（2质量分数）的Fe基合金复合涂层（Cr3C2/Fe）,研究了两种涂层的组织结构、显微硬度及耐滑动磨损性能。结果表明,Fe55涂层以亚共晶方式结晶,在初生柱状固溶体枝晶间存在大量的网状共晶组织。Cr3C2/Fe涂层中Cr3C2大部分溶解,原Fe55涂层中初生柱状固溶体枝晶产生等轴化,枝晶组织也明显细化。激光熔覆Fe55涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,Cr3C2/Fe涂层的主要组成相为γ-Fe;α-Fe,Cr23C6以及未熔Cr3C2。激光熔覆Cr3C2/Fe涂层的硬度和耐磨性明显优于Fe55涂层。     

Cr3C2颗粒增强型堆焊合金组织与性能分析

对加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织和性能进行了分析。添加Cr3C2的自保护药芯焊丝堆焊工艺性能良好,堆焊表面少飞溅,无裂纹气孔。通过对比实验研究发现,加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织细小,高温冲击韧性明显优于WC颗粒增强型药芯焊丝,合金组织中既有颗粒增强型药芯焊丝堆焊产生的颗粒增强相,又有高铬铸铁型药芯焊丝堆焊产生的高硬度初生碳化物,双重强化机制使堆焊层显微硬度达到含Nb高铬铸铁堆焊层的水平,平均硬度60 HRC以上。     

高能脉冲冷焊Fe基合金改性层的组织及性能

为了进一步提高核泵用钢的耐磨性能及抗空蚀性能,采用高能脉冲冷焊技术在304不锈钢表面制备了Fe基合金改性层.利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对改性层的显微组织和相结构进行了分析,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机及超声波振荡空蚀仪分别对改性层的显微硬度、耐磨性与抗空蚀性能进行了研究.结果表明,改性层组织细密,且主要由基体相α-Fe和硬质碳化物相Cr_(23)C_6和Cr_7C_3组成,改性层的最高显微硬度可达510 HV,相对耐磨性为3.88.空蚀5 h后,改性层的失重量和表面粗糙度分别约为304不锈钢基材的1/5和1/6.     

药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B合金组织及耐磨性

为了提高堆焊合金的耐磨性,利用明弧堆焊方法将自保护耐磨堆焊药芯焊丝熔覆在Q235基体金属表面,制备得到Fe-Cr-C-B耐磨堆焊合金.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和磨料磨损试验机对堆焊层的组织、硬度和耐磨性进行了分析.结果表明,堆焊层主要由马氏体、少量残余奥氏体、M_3(C,B)、M_(23)(C,B)6和M_7(C,B)3相组成.随着B质量分数的增大,基体组织转变为马氏体,共晶硬质相增多,并呈连续网状分布在基体组织周围.当B的质量分数为3%时,堆焊层的耐磨性达到最佳,其硬度为61. 5 HRC,磨损量为0. 362 9 g.     

PTA clad （Cr, Fe）7C3/γ-Fe in situ ceramal composite coating

A wear-resistant （Cr, Fe）7C3/γ-Fe in situ ceramal composite coating was fabricated on the substrate of 0.45wt%C carbon steel by a plasma-transferred arc cladding process using the Fe-Cr-C elemental powder blends. The microstructure, microhardness, and dry-sliding wear resistance of the coating were evaluated. The results indicate that the microstructure of the coating, which was composed of （Cr, Fe）7C3 primary phase uniformly distributed in the γ-Fe, and the （Cr, Fe）7C3 eutectic matrix was metallurgically bonded to the 0.45wt%C carbon steel substrate. From substrate to coating, the microstructure of the coating exhibited an evident epitaxial growth character. The coating, indehiscent and tack-free, had high hardness and appropriate gradient. It had excellent wear resistance under the dry sliding wear test condition.     

类激光熔覆Stellite合金沉积层的组织及磨损性能

为了进一步提高316不锈钢的表面性能,采用类激光熔覆技术在316不锈钢表面制备了Stellite合金沉积层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计与销盘磨损试验机,研究了Stellite合金沉积层的微观组织、化学成分、显微硬度及摩擦磨损性能.结果表明,Stellite合金沉积层主要由γ-Co和M_(23)C_6相组成.沉积层组织依附于316不锈钢基体的界面呈外延生长,由界面至表面依次呈平面晶、柱状晶和胞状树枝晶形态,且越靠近表面组织越细小.Stellite合金沉积层的最高硬度可达650 HV.在摩擦磨损过程中摩擦系数随着法向载荷的增大而减小,磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损.     

Fe-Cr-C-B系药芯焊丝的显微组织与耐磨性

为了研究药芯焊丝中Cr和B含量对堆焊层组织与性能的影响规律,采用自保护明弧堆焊法制备了Fe-Cr-C-B系耐磨药芯焊丝.利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对堆焊层的显微组织和耐磨性进行了分析.结果表明,适量的Cr、B可使堆焊层的性能更为优异.随着B元素的加入,堆焊层的显微组织由M_(23)C_6相向M_(23)(C,B)_6相转变,弥散分布的硼化物可呈层片状、菊花状等.硼化物显著改善了Fe-Cr-C-B系堆焊合金的耐磨性,且其耐磨性与硼化物的数量、致密度和尺寸有关,并最终确定了Cr和B元素的最佳质量分数.     

堆焊电流对Fe-Cr-Ti-C堆焊层组织性能的影响

为了分析堆焊电流对堆焊层组织和性能的影响规律,研究在不同堆焊电流下堆焊层的组织构成和耐磨性能,探讨不同堆焊电流对原位合成M₇C₃、TiC陶瓷硬质相的影响规律,采用x-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对堆焊层显微组织进行分析,采用维氏硬度计、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊层的力学性能进行检测.结果表明,在堆焊速度为20 mm/min、堆焊电流为150 A时由马氏体、奥氏体、TiC、M₇C₃和CrFe₇C_0.45构成的堆焊层组织,其抗磨损性能最佳,堆焊层表面的硬度为HRC 65.4,磨损量为1.13 g; 堆焊电流在160 A时,没有形成初生M₇C₃陶瓷硬质相,堆焊层耐磨性能下降.     

原位自生TiC颗粒对铁基耐磨堆焊金属的影响

为了研究原位自生TiC颗粒对堆焊层组织与性能的影响,采用药芯焊丝明弧堆焊方法在Q235钢表面制备了Fe-Cr-Ti-C堆焊合金.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊合金进行了分析.结果表明,加入的Ti元素可在堆焊层中原位生成TiC硬质相颗粒,并促进M7C3硬质相的生成,从而起到细化晶粒的作用.当生成的TiC和M7C3硬质相数量较多且弥散分布于金属基体中时,这些硬质相可起到相应的抗磨骨架作用,从而提高了堆焊金属的耐磨性.当药芯焊丝中Ti元素的质量分数为7%时,堆焊层性能最佳,其硬度值为61.6HRC,磨损量为0.3904g.     

真空熔覆原位自生WC/Ni基复合涂层的组织及耐磨性能x

为了提高煤油泵的使用寿命,利用真空熔覆技术在316L不锈钢表面原位合成了W_{C/Ni基复合涂层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了复合涂层的显微组织和相组成,并对其进行了硬度测量和摩擦性能试验.结果表明,复合涂层组织细密且与基材呈冶金结合.复合涂层主要由γ-Ni固溶体、原位生成的WC、(Cr,Fe)7C3和Cr7C3相组成,且WC相弥散分布在γ-Ni固溶体中.复合涂层的硬度约为316L不锈钢基材的4倍,相对耐磨性约为基材的37倍.xx}x     

高能脉冲类激光熔覆镍基合金层的组织及性能

为了提高304不锈钢表面的综合性能,采用高能脉冲类激光熔覆沉积技术在304不锈钢表面制备了镍基合金熔覆层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、销-盘磨损试验机与电化学测试系统对镍基合金熔覆层的显微组织、相结构、耐磨损性能和电化学腐蚀性能进行了研究.结果表明,镍基合金熔覆层与304不锈钢基材呈良好的冶金结合,熔覆层的相对耐磨损性为304不锈钢基材的4.4倍.熔覆层组织由γ-Ni基体相、Ni_3Mo、Fe_7Mo_3和Cr_(23)C_6碟状增强相与不规则棒状增强相组成.增强相是提高耐磨损性能的主要原因,增强相与基体相的电极电位差是导致腐蚀电流密度增加的主要原因.     

等离子堆焊镍基合金粉末的组织与性能

为了提高核电成套设备的阀体性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪和能谱仪分析了堆焊层的组织形态和成分分布,利用显微硬度计测量了堆焊层的硬度,利用磨损试验机分析了堆焊层的耐磨性.结果表明,堆焊层主要由过共晶组织组成,从熔合线到堆焊表面堆焊层组织依次为平面晶生长区、亚共晶组织区、共晶组织区和过共晶组织区.堆焊层金属相由γ-Ni、CrB、Cr_2B、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6组成,初晶相由硼化物(CrB或Cr_2B)和碳化物(Cr_7C_3或Cr_(23)C_6)组成,而共晶组织主要由富(Ni,Fe)奥氏体固溶体或富Ni奥氏体固溶体组成.堆焊层表面平均硬度达到50 HV以上,约为基体硬度的3~5倍,与母材相比堆焊层的耐磨性约提高了9倍.