Mo元素对Fe-Cr-Mo-C堆焊合金组织和性能的影响

采用等离子弧堆焊技术对不同Mo含量的Fe-Cr-Mo-C系合金进行堆焊,研究不同Mo含量对Fe-Cr-Mo-C堆焊层组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对堆焊层组织和物相进行分析,采用显微硬度计对堆焊层显微硬度进行测试。结果表明:Fe-Cr-Mo-C合金组织由γ,M_(23)C_6,M_2C以及M_6C组成,随着合金中Mo含量的增加,M_(23)C_6数量逐渐减少,蜂窝状的共晶碳化物M_2C数量逐渐增多,且M_2C逐渐转变为菊花状的共晶碳化物M_6C,大量高硬度M_2C均匀分布在堆焊层中,使得w(Mo) 8.2%和w(Mo) 10.1%合金堆焊层顶端显微硬度平均值较高,达到HV_(0.2)795,有利于促进堆焊层耐磨性的提高。     

焊接电流对汽车曲轴氩弧熔覆修复涂层组织与耐磨性的影响

以中碳锰铁、高碳铬铁,硅铁、碳化硼、钒铁、石墨、钛铁以及还原铁粉等作为预制合金粉末,通过氩弧熔覆技术在基体表面制备出一层耐磨性良好的涂层。同时,借助光学显微镜、硬度计以及UMT-2摩擦磨损试验机等实验仪器对耐磨涂层的组织和耐磨性能进行了研究分析。结果表明:随着氩弧熔覆电流的增加,碳化物M_(23)C_6的含量先增加后减少。在电流为150 A时,涂层中的碳化物M_(23)C_6含量达到最大,且此时碳化物M_(23)C_6的晶粒尺寸也相应达到最大。此外,随着焊接电流的增加,硬度与耐磨性都整体呈先增加后减小的变化规律。在电流为110 A时,涂层硬度最小,磨损损失高达36 mg,耐磨性最差;而当电流为150 A时,涂层硬度达到最大值,磨损损失减小到8 mg左右,此时的耐磨性达到最佳。     

SiC对汽车模具激光熔覆强化涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆方法在模具钢基体上制备高硬度高耐磨性涂层,同时借助光学显微镜、宏观硬度计以及湿砂橡胶轮式磨损试验机等对该涂层组织与性能进行研究。结果表明:当SiC含量为0%~3.5%时,奥氏体含量逐渐减少,共晶组织α-Fe+M_(23)C_6增加,初生碳化物M_(23)C_6较少。当SiC含量的增加至7%时,涂层中的显微组织主要为M_(23)C_6,且均匀分布于涂层中。随SiC含量增加到10.5%时,组织明显细化。此外,随SiC含量的增加,涂层硬度与耐磨性呈先增加后减小的变化规律。当SiC含量为7%时,其耐磨性达到最佳。     

铬含量对高碳铬铁铸渗层组织及性能的影响

采用铸渗工艺在45钢表面获得高碳铬铁铸渗层,通过改变铸渗合金粉末中Cr含量,研究了Cr含量对铸渗层组织及性能的影响。结果表明:铸渗层与基体呈良好的冶金结合,主要的碳化物有Cr_7C_3、Fe_3C、Cr_(23)C_7;并且随着Cr含量的增加,菊花状弥散分布的Cr_7C_3型碳化物明显增多,当合金粉末中铬含量为60%时,铸渗层硬度较高,此时铸渗层耐磨性能最佳,是基体的1.7倍。     

Ti对明弧高硼堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了Cr8B4C2Ti Si高硼堆焊合金,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜以及电子能谱仪,考察了Ti含量对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明:该高硼堆焊合金中M_(23)(C,B)6相先于M3(C,B)相形成,显著抑制了γ-Fe+Fe_3(C,B)脆性共晶相的形成而改善了其韧性和耐磨性;随着Ti加入,先期析出Ti_8C_5颗粒充当初生M_2B的非均匀形核核心,促使其尺寸减小且弥散分布,也使包裹该相的M_(23)(C,B)6逐渐减少,改变为共晶M_(23)(C,B)_6;过多的Ti_8C_5相析出会耗尽熔体中过多的碳,致使初生M_2B相生长阻力减小而择优长大为板条状晶,且Ti_8C_5相吸碳生长而使M2B相胀裂。Cr8B4C2TiSi高硼堆焊合金的宏观硬度和磨损量随着钛含量增加首先轻微波动,当增至1.2%时,耐磨性最好,其磨损机理包含微观剥落和微切削两种,微观剥落为其主要磨损机制。     

激光熔覆Stellite硬面合金扫描速度对相组织和耐磨性的影响

本文报导应用横流式连续CO_2激光器,采用不同激光扫描速度,对熔覆Stellite 12钴基硬面合金的合金层的相组成、微观组织结构对耐磨性和显微硬度影响的研究结果。表明:(1)激光熔覆合金层是由过饱和的γ(Co,Cr)基体相和复杂的六方M_7C_3碳化物相所组成(2)在其他参数不变的情况下,随激光扫描速度的提高,γ(Co,Cr)基体相过饱和度增大,而析出的碳化物含量减少,因而合金层的硬度升高,耐磨性有所下降;而降低激光的扫描速度,碳化物M_7C_3析出增加,有利于提高合金层的耐磨性、因此碳化物M_7C_3析出量是提高耐磨性的主要因素,而增加基体相γ(Co,Cr)的过饱和度则是硬度提高的主要因素     

铝对高铬合金埋弧堆焊层组织和耐磨性的影响

采用合金粉末与实心焊丝埋弧堆焊相结合的方法,在Q235钢表面堆焊含铝和不含铝的高铬合金堆焊层,使用扫描电镜、能谱仪和磨粒磨损机等手段研究铝对高铬合金堆焊层的组织和耐磨性的影响。结果表明,未加铝粉的堆焊层中主要有含(Fe,Cr)_3C型碳化物,含3%Al的堆焊层中主要有M_7C_3碳化物和黑色小块状氧化铝硬质相存在;两种堆焊层磨损形貌均呈凿槽或犁沟形态,碳化物形成耐磨骨架。加3%Al堆焊层中的氧化铝硬度高,能有效减少磨粒的显微切削运动,堆焊层犁削划痕比未加铝粉的浅而细小,耐磨性较好。     

钨对氩弧熔覆修复模具涂层组织与性能的影响

通过添加不同含量W粉制备高性能涂层,借助光学显微镜、硬度计以及磨粒磨损试验机等手段,对比研究了W含量对氩弧熔覆修复金属模具涂层组织与性能的影响。结果表明,W对涂层显微组织与性能有显著影响。随着W粉添加量的增加,涂层中奥氏体组织逐渐消失,初生碳化物M_(23)C_6含量增加。涂层硬度(HRC)值从52增加到62,而涂层耐磨性则表现为先增加后减小。其中当W粉添加量为5%时,初生碳化物M_(23)C_6均匀分布在涂层中,耐磨性最佳,其相对耐磨性比基体提高了22.5倍。     

新型高温气阀合金LF8组织与性能

通过热力学模拟软件Thermo-calc优化合金成分,结合实验研究,开发了一种在750℃环境中工作的新型镍基气阀合金LF8。计算结果表明:随Cr含量增加,γ'相稍有增加,碳化物由M_7C_3转变为M_(23)C_6;Ti含量超过4.5%时合金中有大量η相生成。实验研究结果表明:合金热处理后的主要析出相为γ'、Cr_(23)C_6和TiC,γ'相呈近球形,细小弥散分布在晶内,尺寸为20 nm;Cr_(23)C_6大部分在晶界处不连续分布,呈椭圆或者点状,尺寸为400~800 nm;TiC在晶内或者晶界附近呈块状分布,以初生TiC为主。通过优化合金成分开发的LF8气阀合金室温和高温强度以及硬度均高于Nimonic 80A,有希望成为750℃气阀合金的备选材料。     

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。     

Fe-15Cr-3.5B-xC堆焊合金微观组织与耐磨性的研究

采用CO_2气体保护堆焊的方法,制备了不同碳元素含量的Fe-15Cr-3.5B-xC(x=0.1,0.5,1.0)铁基堆焊合金。采用光学显微镜、XRD,SEM等方法分析了堆焊合金的微观组织结构,并对堆焊合金的宏观硬度和耐磨粒磨损性能进行了测试。结果表明:堆焊合金组织主要由M_2B,Fe_2B,M_(23)(B,C)6,M_3(B,C)和含有铁素体,奥氏体,FeCr固溶体的基体组成。随着碳含量的增加,板条状M_2B型硼化物体积分数逐渐减小。堆焊合金的宏观硬度呈上升趋势,但是耐磨粒磨损性能呈下降趋势。磨粒磨损机制为塑性变形引起的犁沟,硬质相的断裂和脱落。     

铜材表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/Cu-Cr3C2/Co梯度涂层

目的提高铜合金的表面硬度,改善其耐磨性能。方法利用激光表面合金化和激光熔覆工艺在铜合金表面制备出Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪,系统分析了合金化过渡层与熔覆层的物相构成及显微组织,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对梯度涂层的显微硬度和耐磨性进行评估。结果合金化过渡层组织致密且具有单一柱状晶结构,主要由α-(Cu,Ni)固溶体、Ni_3Al和Ni Al构成。Cr_3C_2/Co复合熔覆层中分布着未熔Cr_3C_2颗粒,且以未熔Cr_3C_2颗粒为中心,四周有大量呈杆状(或针状)的M_(23)C_6和M_7C_3型碳化物,这种碳化物可以有效提高熔覆层的硬度。梯度涂层的显微硬度从基体的80HV逐渐增加到熔覆层的640HV,梯度涂层的摩擦磨损失重仅为铜合金基体的1/8。铜基体的磨损表面发生大规模破坏并形成大量磨屑,其磨损机制主要是粘着磨损;Cr_3C_2/Co喷涂层由于内部结合力较弱,出现了大量的疲劳磨损面,其磨损机制为表面疲劳磨损;而Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层的磨损表面比较平整,只存在轻微的"犁沟",其磨损机制为典型的磨粒磨损。结论梯度涂层由于Cr_3C_2、M_(23)C_6及M_7C_3相的存在,显微硬度和耐磨性能显著提高。同时,涂层的成分与性能均呈一定的梯度变化,改善了铜基体与涂层的相容性。     

铝含量对高铬合金堆焊层组织与性能的影响

采用焊丝和合金粉块氮气保护明弧堆焊方法制备了不同Al含量的Fe-Cr-C-Al合金堆焊层,利用扫描电镜、能谱仪、洛氏硬度计等分析不同Al含量堆焊层的组织和性能。结果表明,堆焊层焊态组织主要由马氏体、奥氏体和M7C3型碳化物组成,铝含量为2.11%和3.06%的堆焊层中有Al2O3硬质相的存在;随着Al含量的增加,Fe-Cr-C-Al堆焊层的洛氏硬度逐渐增加而磨损量呈依次递减趋势,含3.06%Al堆焊层耐磨性是基体耐磨性的4.2倍,堆焊层硬度值达到45 HRC,磨损量最小。     

B_4C对汽车缸套激光熔覆修复涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆方法在缸套材料表面制备出高强高硬度耐磨涂层。使用光学显微镜、洛氏硬度计、磨粒磨损试验机等仪器研究了B_4C含量对涂层组织和性能的影响。结果表明:当B_4C含量为0时,涂层组织为铁素体和指纹状的共晶组织α-Fe+M_(23)C_6或α-Fe+M_3(C,B)。当B_4C含量从0增加到9%时,初生碳化物M_(23)C_6含量与晶粒尺寸都增大,而涂层硬度与耐磨性则先增加后减小。当B_4C含量为0时,其耐磨性只有基体的10倍左右。当B_4C含量为6%时,其相对耐磨性大大增加,是基体的28倍左右。     

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。     

高速钢激光表面熔凝层的显微结构SCIEI

本文对W_(18)Cr_4V高速钢进行激光表面熔凝处理,采用光学显微镜和透射电镜分析表明,熔凝层组织为极细的树枝晶。部分枝晶中心保留有δ铁素体。枝晶内为孪晶马氏体和少量位错马氏体,孪晶马氏体上沿孪晶面M_(23)C_6碳化物呈薄片状共格析出。枝晶臂间为富W,V和Cr合金元素的奥氏体和M_6C碳化物。     

FeCoCrNiMnC_x高熵合金的组织和力学性能

为了提高FeCoCrNiMn高熵合金的强度,向合金中添加碳元素。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计以及拉力实验机等设备,分析了该合金的组织结构和性能。结果表明,含碳合金相结构由FCC基体相和M_(23)C_6碳化物组成;随着碳含量的增加,该合金的强度和硬度逐渐升高,但塑性呈下降的趋势。经冷轧退火处理后,该合金的组织和性能得到有效调控。对于FeCoCrNiMnC_(0.1)合金,冷轧退火处理导致M_(23)C_6碳化物均匀地分布于合金中,合金的平均晶粒得到细化,其显微硬度、屈服强度和均匀塑性应变分别为268 HV,581 MPa和25%,呈良好的综合力学性能。     

固态扩散条件下C在M7C3与M23C6碳化物转变中的作用

对3Cr13不锈钢进行气体渗碳和高温脱碳处理,探究了M_7C_3型碳化物与M_(23)C_6型碳化物之间的转变关系,揭示了C在碳化物转变过程中起到的作用。结果表明:经过渗碳处理后不锈钢的组织中都出现了碳化物,碳化物的数量随着渗碳时间的延长而增加,而脱碳之后碳化物的数量明显减少。进行EDS分析后发现,不锈钢中存在一个特别的区域,在该区域两侧出现了碳含量差异很大,而铬含量几乎相同的碳化物。进行XRD剥离试验后发现,这个区域其实是M_7C_3与M_(23)C_6碳化物转变区,且脱碳之后该区域到渗碳表层的距离变小,说明在固态扩散条件下M_7C_3与M_(23)C_6碳化物之间的转变主要受碳含量的控制。     

固溶处理对Stellite 6B钴基高温合金中碳化物的影响

研究了锻造后钴基高温合金Stellite 6B中碳化物的类型和组织形貌,以及高温固溶处理对合金中碳化物的影响。研究表明,Stellite 6B合金的显微组织由面心立方钴基固溶体与一次碳化物M_7C_3和二次碳化物M_(23)C_6组成。高温固溶处理下,碳化物M_(23)C_6先转变为M_7C_3,然后溶解到基体,当固溶时间短时,易形成分布在晶界处的连续的网状碳化物。固溶温度为1280℃,保温10 h时,网状碳化物溶解的更加充分,能够得到完全固溶的奥氏体基体。