焊前准备、焊后处理及辅助设备

焊后热处理对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织和磨损性能的影响 采用埋弧堆焊方法在Q235低碳钢基体上制备了Fe-Cr-C耐磨堆焊层。利用光学显微镜、SEM和TEM分析了堆焊合金的显微组织,并进行了磨粒磨损试验。结果表明,焊后热处理（850-1000℃）未改变堆焊合金组织中的初生碳化物和共晶碳化物的基本形貌。     

Cr对Fe-Cr-B-C系堆焊合金热处理后的组织和磨损性能的影响

观察采用药芯焊丝堆焊方法在Q235钢基体上制备了含Cr含量分别为12%、14%、16%和18%的Fe-Cr-B-C系耐磨合金。对堆焊合金进行600℃热处理,研究了不同Cr含量对焊态和热处理后堆焊合金的显微组织和磨粒耐磨性能的影响。结果表明,堆焊合金硬质相主要为(Fe,Cr)23(B,C)6,焊态基体组织为马氏体和残留奥氏体,热处理后基体组织为回火索氏体;当Cr含量达到14%,硬质相(Fe,Cr)23(B,C)6高温下稳定;Cr含量对堆焊合金热处理后磨损性能有很大影响,含12%Cr堆焊合金的相对耐磨性由焊态的10.65下降到2.08,耐磨性只有焊态的19.5%,而16%Cr的堆焊合金热处理后耐磨性为9.08,具有良好的耐磨性能。     

全自动气保焊制备Fe基堆焊层组织与性能研究

采用全自动CO2气体保护焊在Q235钢板上制备Fe-Cr-C-B-Ti-B_4C耐磨堆焊层,利用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度计、磨粒磨损机研究堆焊层的组织和性能。结果表明:B_4C的加入量显著影响堆焊层组织的种类、形态和数量,进而影响堆焊层的硬度及耐磨性。无B_4C的堆焊层组织为针状马氏体、残余奥氏体以及共晶组织;添加B_4C后,堆焊合金组织为胞状初晶奥氏体及共晶组织。随着B_4C含量的增加,堆焊层硬度逐渐提高;磨损量先升高后降低,当w(B_4C)为20%时,堆焊层耐磨性最佳。     

多元陶瓷复合相显微组织对耐磨性能的影响

采用等离子熔覆技术制备了四种不同铬含量的Fe-Cr-B-C堆焊合金.借助OM,SEM和XRD等分析手段对合金组织和陶瓷相形貌进行分析.结果表明,熔覆层的微观组织由初生奥氏体＋共晶组织组成,合金陶瓷相由BC4＋Cr2B＋M7C3＋M23C6＋M23（C,B）6组成,硼化物呈层片状、菊花状等形态分布,陶瓷相数量随Cr元素含量的增大而增多.研究了Cr元素含量对熔覆层耐磨粒磨损性能的影响规律,熔覆层的耐磨性随着Cr元素含量的增加而提高,当Cr元素含量达到15.9%时,大量硼化物等陶瓷相弥散分布在基体中,构成良好的耐磨骨架;初生奥氏体组织均匀分布提高硬质相与基体界面的结合强度,因此其熔覆层具有最佳的耐磨性.     

Fe-2.2Nb-0.9Ni-1.0C-xB堆焊合金组织与耐磨性

采用CO_2气体保护焊堆焊方法,制备了含不同硼元素含量的Fe-2.2Nb-0.9Ni-1.0C-xB(x=0.5,1.5,2.5,3.5)铁基堆焊合金,利用OM,SEM,XRD等分析方法对堆焊合金的显微组织进行了观察分析,测试了堆焊合金的硬度及耐磨料磨损性能,分析了硼含量对堆焊合金耐磨性的影响。结果表明,随着硼元素的增多,堆焊合金宏观硬度值逐渐升高并稳定在HRC 62左右,而耐磨料磨损性能呈现先升后降的趋势;当硼含量为2.5%(质量分数)时,合金组织中开始析出Fe_2B相,其耐磨料磨损性能为最优;当硼含量达到3.5%(质量分数)时,堆焊合金的磨损机理开始由塑性变形引起的犁沟和切削机制转变为由断裂机制引起的过共晶Fe_2B相脱落。     

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。     

原位合成Fe基陶瓷硬质相的研究

通过调节Cr、V元素在Fe-Cr-V-C系合金成分中的组成,以及整个合金体系在焊条药皮中的比例,研究了一种通过手工电弧焊的焊条药皮过渡合金到堆焊层,在堆焊层中原位合成陶瓷硬质相的耐磨焊条。对所配焊条进行手工堆焊,通过硬度和磨损试验得到宏观性能的规律,并利用XRD、EDS和SEM分析了堆焊层的物相组成、组织形态及分布情况。结果表明,堆焊层的力学性能随着铬、钒含量的增加而变化,当铬在焊条药皮中含量为17.4%、钒含量为11.6%时,堆焊层硬度和磨损性能达到最佳值,且有较好的抗裂性。堆焊层中碳化钒的形成数量随V含量的增大而增加,多数呈点状,少数呈十字状、棒状,弥散分布在马氏体+残余奥氏体基体中,与晶界分布的网状(Fe,Cr)7C3耐磨骨架构成复合相,显著提高了堆焊层的耐磨性能。     

堆焊

合金元素对铁基耐磨堆焊合金性能的影响;Fe-Cr-C系高碳高铬耐磨堆焊合金微观组织分析;WC／Mn13堆焊复合材料磨料磨损性能的研究;石油钻杆接头耐磨带堆焊材料的发展及应用;2．25Cr-1Mo堆焊工艺;手工电弧堆焊接头组织及微动磨损性能研究。     

堆焊

合金元素对铁基耐磨堆焊合金性能的影响;Fe-Cr-C系高碳高铬耐磨堆焊合金微观组织分析;WC／Mn13堆焊复合材料磨料磨损性能的研究;石油钻杆接头耐磨带堆焊材料的发展及应用;2．25Cr-1Mo堆焊工艺;手工电弧堆焊接头组织及微动磨损性能研究。     

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.     

B元素对Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金组织和耐磨性的影响

采用直径为1.6 mm的细径药芯焊丝,利用CO₂气体保护焊堆焊的方法制备了含有1.0%~3.0%C(质量分数),15%~20%Cr,0%~2.0%B的高铬堆焊合金.研究了B₄C含量对堆焊合金的硬度及耐磨性的影响.结果表明,堆焊合金的硬度从57.1 HRC增加到65.2 HRC,硬度提高14.2%;堆焊层合金的相对耐磨性从3.5倍提高到18.0倍.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等微观分析方法,研究了堆焊合金的显微组织及碳化物分布形貌.结果表明,堆焊合金的显微组织主要由铁素体+奥氏体+(Fe,Cr)₇C₃组成,加入B₄C可显著改善堆焊合金层基体组织,使碳化物(Fe,Cr)₇C₃数量增加且呈弥散分布.     

Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊合金组织及耐磨性能

采用CO2气体保护堆焊方法,在Q235钢表面制备不同硼含量的Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊层金属,利用扫描电镜（SEM）对堆焊层的组织进行了观察分析.在MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机上进行磨粒磨损试验,通过对磨损试样表面扫描电子显微镜观察分析并结合能谱成分分析探讨了磨损机理.结果表明,Fe-C-Ti-Cr-B耐磨堆焊合金中随着硼含量增加,基体组织逐渐细化,TiC颗粒数目增多且分布弥散均匀,但当硼含量增大至1.16%时,磨损面上大量碳化物剥落,抗磨损性能降低;当硼含量为0.55%时合金表现出优良的耐磨损性能,其耐磨性比未加硼的Fe-C-Ti-Cr系堆焊合金提高了3.7倍.     

含钨量对铸态290Cr26MoW耐磨铸铁组织和硬度的影响

铸态合金耐磨铸铁适用于大型或复杂结构耐磨件。通过金相组织观察、X射线衍射相结构分析、图像分析仪定量金相测试和力学性能检测,研究了含钨量对铸态290Cr26MoW耐磨铸铁组织、结构和硬度的影响规律。结果表明,在含0～2.79%W的范围内,随着含W量的增加,铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的初生基体数量减少,共晶团数量增加,共晶碳化物数量增加;铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的碳化物结构类型没有改变,M7C3型碳化物为共晶碳化物;铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁基体的奥氏体比例增加,马氏体减少。马氏体多位于共晶团,即共晶碳化物周围。铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的硬度由共晶碳化物数量和硬度以及基体中奥氏体和马氏体数量比共同决定。     

Fe-C-B堆焊合金的组织及性能的研究

在条件相同情况下，利用合金硼化物代替合金碳化物作为耐磨合金的耐磨相，既可进一步提高耐磨合金的硬度和耐磨性，还可减少其它贵重、稀缺合金元素的加入量。本文在排除其它合金元素影响的情况下，研究了不同硼含量对Ｆｅ－Ｃ－Ｂ耐磨堆焊合金的组织及性能的影响。研究表明，随着堆焊合金中硼含量增加，堆焊合金组织发生变化，组织中先后出现了作为耐磨相的Ｆｅ３（Ｃ，Ｂ）、Ｆｅ２３（Ｃ，Ｂ）６和Ｆｅ２Ｂ等碳、硼化物，随着其数量的增加，堆焊合金的硬度和耐磨性显著提高，其共晶组织具有最佳的抗冲击韧性。对研究含硼耐磨合金堆焊焊条提供了理论依据。     

亚共晶TiBw含量对近α钛合金组织性能的影响

系统研究亚共晶TiBw含量对近α高温钛合金微观组织和力学性能的影响规律。通过非自耗电弧熔炼制备不同体积分数的亚共晶TiBw增强近α高温钛合金基复合材料,并对其进行微观组织和压缩性能测试。结果表明:当TiBw体积分数较低(2.5vol.%)时,TiBw易于在晶界富集,显著细化基体的原始β晶粒尺寸;当体积分数达到5vol.%及以上时,TiBw在复合材料基体中分布较为均匀。另外,随着TiBw含量的增加,复合材料的屈服强度和抗压强度均显著提高,但压缩塑性显著降低。由此可见亚共晶TiBw可显著细化基体组织并且改善基体合金的力学性能。     

Fe-Cr-C系高碳耐磨堆焊合金组织及性能

研究了Fe Cr C高碳耐磨堆焊合金的显微组织及其性能 ,对含碳量为 3 .3 4 %、4 .1 1 %、5 .1 6 %、6 .5 %的四种耐磨堆焊层微观组织及初生碳化物的形态进行了研究 ,分析了碳对微观组织和力学性能的影响。试验结果表明 ,对Fe Cr C耐磨堆焊合金 ,随含碳量的增加 ,初生碳化物数量越来越多且单个碳化物颗粒的体积也变大 ;堆焊层宏观硬度一直持续增加 ;当含碳量 <5 .1 6 %时 ,耐磨性随碳含量的增加而提高 ,但当含碳量到达一定程度时 ,耐磨性反而降低。碳对耐磨堆焊层的组织及性能起着重要作用 ;从理论上分析了湿砂磨损后耐磨面上的孔洞可能就是初生碳化物上的空洞 -晶体缺陷所在地     

含WC镍基药芯焊丝MIG堆焊层的组织与性能

用MIG堆焊的方法,在Q235上制备WC颗粒增强镍基耐磨堆焊层,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等方法对堆焊合金的显微组织进行了观察分析,对堆焊层的硬度和耐磨性进行了测试分析。结果表明:堆焊层的基体组织为Ni基固溶体,其上分布着Ni3B、Ni3Si等硬质相,这些硬质相与未熔WC颗粒构成了耐磨相,起到减磨耐磨的作用,镍基基体起到支撑作用,使得堆焊层具有良好的耐磨性。WC含量一定时,随着热输入的增大,WC颗粒的溶解使得堆焊层的硬度从45HRC降低至35.6HRC;随着WC含量的增加,堆焊层中WC硬质相的体积分数增多,使其抗磨粒磨损性能较Ni-B-Si基体从7.83倍提高至8.7倍。     

Fe/C配比对等离子堆焊Fe-Cr-C合金组织及性能的影响

研制了一种Fe-Cr-C合金粉块,粉块化学成分中w(Cr)/w(C)为5∶1,仅改变Fe/C配比,并采用等离子焊机在Q235钢板表面进行铺粉堆焊试验。采用金相显微镜、光谱仪(OES)、磨损实验和硬度检测等方法,研究Fe/C配比对Fe-Cr-C堆焊合金组织及性能的影响。结果表明:Fe元素在熔敷过程中起到助熔作用,当不添加Fe粉时,焊道无法成形;当Fe/C配比为4∶1时,焊道成形最好,堆焊合金中析出的M_(7)C_(3)型碳化物晶粒尺寸细小,弥散分布在马氏体基体表面;随着Fe/C配比的提高,Fe的助熔作用会减少堆焊合金烧损,但是C含量的降低导致显微组织中硬质相尺寸增大。当Fe/C配比为10∶1时,由于硬质相缺碳严重,形成M_(23)C_(6)型碳化物,耐磨粒磨损性能变差。     

CrMnB堆焊合金抗空蚀和冲刷磨损性能的研究

研究了CrMnB堆焊合金的抗空蚀和冲刷磨损性能，结果表明，该堆焊合金的抗空蚀和冲刷磨损性能优于0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢，其原因是具有亚稳奥氏体和硼化物共晶组织的CrMnB堆焊合金，在冲击力的作用上，亚稳奥氏体相转变成了马氏体，提高了堆焊合金表面的硬度和强度并吸收了冲击能，同时沿奥氏体边界分布的高硬度的硼化物共晶组织，构成了耐磨“骨架”。     

纳米 Y2 O3 对过共晶 Fe-Cr-C 堆焊合金表面微观组织与耐磨性的影响

目的研制一种新型添加纳米Y2O3的过共晶Fe-Cr-C堆焊合金,改善堆焊合金粗大的初生M7C3碳化物,提高堆焊合金的耐磨性。方法采用明弧堆焊的方法制作堆焊合金,用金相电子显微镜对其表面微观组织进行观察,用洛氏硬度计对其表面硬度进行测量,用砂带摩擦磨损试验机对其表面耐磨性进行评价,用扫描电子显微镜对其磨损形貌进行观察。最后,利用错配度理论对M7C3的细化机理进行分析。结果过共晶Fe-Cr-C堆焊合金由初生M7C3和共晶组织(共晶M7C3、奥氏体及部分马氏体)组成。未添加Y2O3的堆焊合金初生M7C3比较粗大,其平均尺寸在22μm,硬度为55HRC,磨损量为0.85mg/mm2。经纳米Y2O3改性之后,堆焊合金的初生M7C3尺寸变小,其平均尺寸为16μm,硬度为57HRC,磨损量减少为0.59 mg/mm2,Y2O3的(001)面与正交M7C3的(100)面之间的二维错配度为8.59%。结论 Y2O3可以成为M7C3的非均质形核核心,从而细化了过共晶Fe-Cr-C堆焊合金的初生M7C3碳化物,提高了过共晶Fe-Cr-C堆焊合金表面耐磨性。