SiC表面合金化ZG45钢的组织观察

以SiC粉末为主要原料制成涂料涂覆在EPS泡沫塑料模样的表面上.采用EPC真空消失模铸造方法浇注ZG45钢液,从而制备出SiC表面合金化ZG45钢基材料.采用光学显微镜、扫描电镜 (SEM) 和EDS观察和分析了材料的显微组织.结果表明:材料由表及里明显地由3个区域组成,即:表面合金化层、中间过渡层和内部基体层.在表面合金化层中,SiC颗粒已全部发生分解,组织由片状石墨+碳化物+富Si铁素体+珠光体组成;过渡层组织在靠近表面合金化层时全部由珠光体组成,而在靠近基体区域时组织由铁素体+珠光体组成,并且可以观察到部分晶粒中有少量的碳化物和富Si铁素体存在;基体由铁素体+珠光体组成.     

Ni-WC表面合金化高锰钢组织的观察

以Ni-WC粉末为主要原料制成涂料,压成φ20 mm×5 mm的圆片,粘附在EPS泡沫塑料模样的一个表面上。采用V-EPC真空消失模铸造工艺浇注Mn13高锰钢钢液,从而制备出表面合金化高锰钢试样。1050℃水韧化处理后,运用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和EDS观察和分析了高锰钢的显微组织。结果表明:高锰钢由表及里明显地由二个区域组成,即表面合金层区域和基体区域,中间过渡层不明显。在表面合金层中,Ni-WC颗粒已全部发生熔解,其组织由少量细小的类鱼骨状的富钨碳化物、大量的条块状碳化物和奥氏体组成,基体为单一奥氏体。在靠近表面合金层的基体区域中可以观察到晶粒内部和晶界上都有碳化物析出。     

用钨铁粉和碳粉对45钢进行表面合金化

针对WC颗粒价格昂贵和易溶解等问题,进行了以钨铁粉和碳粉为主组成的混合粉末,借助钢水的高温反应生成WC对45钢进行表面强化的研究.试样制备采用V-EPC真空消失模铸渗工艺.所制备的表面合金层组织致密,没有明显的气孔、缩孔、夹渣和分层等缺陷.显微组织观察表明,试样由表面合金层,中间过渡层和下部基体层3个层区组成.表面合金层由树枝晶基体和在树枝晶之间分布的网状的共晶体组成,其中无WC颗粒存在.能谱和XRD分析表明,网状共晶碳化物有两种类型,一类为富钨的WC或W2C,另一类为富铁的M7C3;表面合金层底部分布有不同尺寸的少量的金属钨颗粒.过渡层由大量的珠光体、少量的铁素体和网状碳化物组成;基体由铁素体和珠光体组成.     

建筑用双金属复合材料Fe/Zn界面组织与断裂行为研究

采用铸造法制备了一种具有片层状结构的Q235钢/Zn抗震复合材料,对复合材料过渡层中的显微组织进行观察,并分析了复合材料在外加载荷作用下显微裂纹的萌生和扩展行为。结果表明,Q235钢/Zn复合材料的过渡层中没有发现明显的显微裂纹等缺陷,带状的过渡层厚度约为45μm,靠近Q235钢基体一侧的过渡层界面较为平整,而靠近Zn基体一侧的过渡层界面呈现出锯齿状;过渡层中的主要物相为Fe_(11)Zn_(40)、FeZn_7、FeZn_(10)和FeZn_(13)相;Q235钢/Zn复合材料的显微裂纹萌生于过渡层界面,在外加载荷作用下逐渐向锌基体侧扩展,并优先使Zn基体发生断裂;纵向拉伸断口形貌中Q235基体断口为韧性断裂,而锌基体和过渡层界面表现为脆性断裂特征。     

W6Mo5Cr4V2高速钢复合轧辊包覆层组织特征研究

采用电渣重熔水冷结晶器快速冷却W6Mo5Cr4V2高速钢熔体与电磁感应预热35CrMo锻钢芯棒相结合的方法制备复合轧辊包覆层,并研究了包覆层一侧的显微组织特征。运用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和X射线衍射仪观察和分析了靠近结晶器、包覆层中间区域和靠近复合界面三个典型不同位置处包覆层显微组织特征。结果表明:初始态下包覆层显微组织主要由珠光体以及呈连续、粗大和网状分布的晶界碳化物体组成。包覆层内各个区域的冷却速度不同使得组织形貌出现了明显的差异:外层靠近结晶器组织晶粒细小,晶界碳化物网的连续性和完整性较差;中间区域网状碳化物的连续性和完整性最强,且晶界碳化物增多、增大,晶粒粗大;靠近复合界面内层组织与外层相似,但其组织形貌介于外层和中间区域之间。     

外加颗粒增强钢基复合材料的研究

采用离心铸造法获得了WC颗粒增强钢基复合材料环形件，其复合层厚度为15～18mm。分析表明：复合材料层的组织由大量的骨状的复式碳化物和针状马氏体基体组成；复合材料层中增强颗粒被高温钢液全部溶化，原位析出含W，Fe，Cr，Mo复式碳化物；基体合金被溶解的增强颗粒不同程度的合金化，复合层从外至内韧性升高、硬度降低，但梯度不大。     

热处理对复合铸造高铬高碳钢/碳钢耐磨材料微观组织及力学性能的影响

采用液-固复合的方法制备铸态复合耐磨试验钢,且分别进行等温淬火和淬火-回火处理,利用扫描电镜、硬度计及冲击性能测试研究了不同的热处理对高铬高碳钢/碳钢复合铸造耐磨钢组织和性能的影响。利用JMatPro软件对试验钢不同温度下平衡相种类与含量进行了计算。结果表明,铸态高铬高碳钢/碳钢复合材料耐磨层的微观组织由网状碳化物和粒状珠光体组成;基体层为由粗大的奥氏体在较快冷速下形成的魏氏组织。等温淬火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+奥氏体+铁素体的微观组织,基体层形成了块状铁素体与珠光体的微观组织;淬火-回火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+马氏体的微观组织,基体层形成马氏体+上贝氏体的微观组织。经过等温淬火的试验钢耐磨层硬度为493 HBW,冲击吸收能量为2.6 J,基体层冲击吸收能量为79.2 J;经过淬火-回火的耐磨层硬度为629 HBW,冲击吸收能量为1.6 J,基体层的冲击吸收能量为20.0 J。考虑复合耐磨钢需要抵抗较高冲击载荷,880 ℃保温2 h空冷至320 ℃保温5.5 h的等温淬火为更优的热处理工艺。     

SHS+V-EPC制备TiB_2/TiC双相颗粒增强钢基表面复合材料

研究了将钢液真空消失模铸造V-EPC与高温自蔓延SHS反应生成增强颗粒相结合制备TiB_2/TiC双相颗粒增强45钢基表面复合材料的工艺方法以及影响因素:SHS反应冷却剂-Ti-Fe粉的加人量、试样相对厚度δ和正火处理等对表面复合材料的冶金质量和显微组织的影响。实验结果表明:复合材料由表面复合层,中间过渡层和下部45钢基体层组成。表面复合层的基体上分布着大量细小的TiB_2+TiC双相颗粒。随着钛铁粉加入量的增大,表面复合层的出现从无到有,增强颗粒在表面复合层中的浓度变化呈现出由低到高再到低的峰值曲线特性;随着试样相对厚度δ的增大,组织中的铸造缺陷逐渐减少,冶金质量逐渐提高,增强颗粒分布的均匀性逐步改善,团聚现象逐渐减轻。     

W6Mo5Cr4V2高速钢轧辊复合界面组织特征研究

采用水冷结晶器快速冷却凝固W6Mo5Cr4V2高速钢熔体与电磁感应加热35Cr Mo低合金锻钢芯棒相结合的方法制备了复合轧辊,研究了复合轧辊经过退火处理后的复合界面的组织特征和硬度变化。运用光学显微镜和扫描电镜分析了复合界面的组织形貌,并检测了界面两侧的硬度变化。结果表明:复合界面组织由W6Mo5Cr4V2高速钢层、扩散层和35Cr Mo低合金钢辊芯层三层组成。高速钢层由珠光体+粗大的网状碳化物和粒状晶内碳化物组成;扩散层由细珠光体和晶界碳化物组成。从高速钢层一侧向辊芯层一侧的扩散层组织中网状碳化物逐渐断网、变细和减少;辊芯层组织由珠光体+铁素体组成;复合界面的宽度约为0.8~1 mm,界面两侧合金元素扩散迹象明显;硬度在界面两侧落差大,但在扩散层内变化较为缓和。复合界面的组织特征和硬度变化结果表明:复合轧辊的形成是辊芯表面熔化与随后合金元素扩散综合作用的结果。     

原位反应生成灰铸铁基复合材料的微观组织及机理研究

将铬合金丝与灰铸铁进行铸造复合及热处理,采用原位法制备出碳化物颗粒增强铁基复合材料.利用XRD、SEM和EDAX对该复合材料的微观组织进行观察.结果表明:在1160℃下保温20、22 min后,该复合材料中生成M7C3型碳化物,靠近合金丝边缘的为细小颗粒状,远离合金丝为板条状,同时在复合材料中出现珠光体；保温24min后,合金丝与基体完全反应,生成的碳化物与保温26 min时一致,全部为M3C型.     

复合颗粒铸渗制备钢基表面复合材料研究

将WC和Cr-Fe粉末混合并压制成大粒度的复合颗粒,涂覆于铸型型腔中,然后浇注45钢液进行铸渗实验,并对铸渗层的厚度、组成及铸渗机制进行了研究。结果表明,采用复合颗粒铸渗法得到比普通铸渗法更厚的且无缺陷的铸渗复合层,该复合层由熔合层和钎焊层组成。铸渗机制为高温金属液先渗入复合大颗粒间的通道,将颗粒包围,然后渗入复合颗粒中小颗粒的间隙,最后凝固结晶,形成铸渗复合层。     

精铸模具钢基表面复合材料的研究

采用反应合成技术结台传统的铸造工艺在精铸模具钢表面得到TiC颗粒增强的复合层，研究结果表明：复合层组织较致密，颗粒相和基体的结合良好，复古层中颗粒相呈梯度分布一表层硬座明显提高。     

45钢表面PII-DGPSM复合强化层的耐腐蚀性能研究

针对海工装备中常用45钢表面耐腐蚀性不足的问题,采用离子注入技术(PII)注Al和双辉等离子表面冶金技术(DGPSM)渗Cr复合,在基体45钢表面制备Al-Cr复合强化层。利用X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等对试样的元素分布、物相结构进行表征。并采用极化曲线和电化学阻抗谱,对比分析Al-Cr复合涂层、注Al涂层和基体在3.5wt%NaCl溶液中的耐腐蚀性,研究其腐蚀机理。研究表明,采用复合技术制备所得Al-Cr涂层的耐腐蚀性最佳,其表面形成Cr2O3和Al2O3复合钝化膜,和涂层内部形成具有优异耐腐蚀性Fe2AlCr和Al8Cr5相,阻碍Cl-的腐蚀作用;注Al层耐腐蚀性次之,其表面形成致密Al2O3钝化膜,延缓了Cl-对基体的腐蚀作用;基体耐腐蚀性最差。     

45#钢表面激光合金化NiCr-Al2O3涂层的组织及耐磨性能研究

目的提高平模制粒机中平模的耐磨性能。方法采用激光合金化技术在45#钢表面制备不同比例混合的NiCr-Al_2O_3合金化层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带的能谱仪(EDS)分析了合金化层的物相组成和显微组织,用FM-700自动显微硬度仪测量合金化层的硬度变化规律,用屏显式磨损试验机研究测试了合金化层的耐磨性能。结果合金化层主要由马氏体组成,且弥散分布着不同数量的未熔Al_2O_3颗粒,热影响区由马氏体和残余奥氏体组成。激光合金化层的主要物相为奥氏体和马氏体,Al_2O_3含量越多,马氏体相越多,而奥氏体相越少。合金化层的厚度约为0.9 mm,表面硬度大约是基材的2.4倍,表面耐磨性是基材的6倍以上。在一定范围内,合金化层中Al_2O_3颗粒的含量越高,平均显微硬度越大且更加均匀,耐磨性越好。热影响区的硬度变化均匀,起到了很好的过渡作用。磨损机理主要是犁削磨损,Al_2O_3颗粒的存在可以减少磨粒对基体的犁削作用。结论在45#钢表面激光合金化NiCr-Al_2O_3混合涂层可以有效提高基体表面的硬度和耐磨性,Al_2O_3颗粒含量达30%时可以获得高硬度、高耐磨性且均匀的合金化层。     

Q235钢双层辉光离子表面冶金超高铬高碳合金层的研究

利用双层辉光离子渗铬和渗碳技术,在Q235钢表面形成超高铬高碳合金层,随后进行了淬火、回火及耐磨性的对比试验,对其合金层的形态、组织、成分及发生的相变、碳化物类型进行了研究.结果表明,在本试验条件下,渗铬层深可达数百微米以上,采用双层辉光离子渗碳新工艺,渗入速度比一般离子渗碳快约10%,碳化物细小、弥散、均匀.用体视金相法估计,碳化物总百分比约占40%以上,耐磨性明显高于GCr15钢的淬火件.     

The effect of continuous cooling heat treatment on interface properties of SK3/copper compound casting

The bonding of an SK3 steel insert to copper during cast welding and heat treatment was studied. The interface shear strength was made with a push-out test. After cast welding, a cast welding layer formed between SK3 steel and copper. After a continuous cooling heat treatment, there was a cast welding layer near the SK3 steel matrix, an irregular layer near the copper matrix, and a middle layer between them. X-ray diffraction analysis was used to determine that the interface layer consisted of carbon and CuFeO₂. Through electron probe x-ray microanalysis (EPMA), it was shown that mainly iron atoms and carbons diffused into the copper matrix. The interface shear strengths of the compound casting while with water quenched, oil quenched, air cooled, and furnace cooled, were 23.42, 18.74, 12.29, 13.43, and 8.33 MPa, all of heat treatment fractures in the cast welding layer near the SK3 steel matrix.     

铸铁件表面熔铸渗硼层锌液腐蚀性能研究

针对铸铁镀锌容器锌液腐蚀失效的问题,开展了铸铁熔铸渗硼表面合金化的试验研究.结果表明:在铸铁表面可获得2.1～2.4 mm的渗硼层,渗硼层主要由FeB、FeB2及奥氏体转变产物组成;渗硼试样的腐蚀失重率为普通铸铁试样的1/8～1/4.渗硼层中的FeB、Fe2B与锌液的浸润性、反应性差是腐蚀失重率大幅降低的原因.应用考核表明,镀锌容器采用熔铸渗硼工艺后,使用寿命可提高8倍.     

铸钢表面消失模铸渗层干滑动磨损行为研究

采用消失模铸渗工艺在ZG310-570表面制备了钒铬表面复合层,并考察了其显微组织和干滑动磨损性能.结果表明,所制备的复合层组织致密、无铸造缺陷.在铸渗复合层中存在着几种典型的碳化物形态：条块状、菊花状、短杆状以及团球状.在300～750 N载荷下,铸渗层的磨损量随载荷的增加而增加,当铸渗剂中铬铁、钒铁的质量分数分别为35%、40%时铸渗层的耐磨性能最好,在450 N载荷下是ZG310-570的16.5倍.铸渗层的磨损机理为磨粒磨损及塑性变形和剥落.     

双辉离子渗钨钼层渗碳组织的电镜分析

采用双志了子渗金属技术,首先在低碳钢表面渗入合金元素钨、钼,然后作固溶处理,使金属间化合物溶于基体中,接着渗碳,使合金层内形成在碍区弥散、均匀、细小的合金碳化物。经淬及回火后的合金层具有高速钢组织及性能。对渗透了金属层渗碳后的组织进行了电子分析