含B量对激光熔覆FeCoCrNiB_x(x=0.5,0.75,1.0,1.25)高熵合金涂层组织结构与耐磨性的影响

采用激光熔覆技术制备FeCoCrNiBx高熵合金涂层,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度和耐磨测试等方法,研究了B含量对激光熔覆FeCoCrNiBx高熵合金涂层的组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明,随B含量的增加,合金相结构逐渐由fcc固溶体结构转变为fcc固溶体和M3B相共存,M3B相主要为Cr、Fe硼化物。随B含量的增加,枝晶组织中析出颗粒状和短棒状的M3B相,且M3B相逐渐长大成长条状。B的增加显著提高合金涂层的硬度,由4470 MPa增加到8480 MPa,且磨损量随着B的增加而减少。     

硼化物强化铁基堆焊合金显微组织与耐磨性

为了提高在严峻工况条件下工作的机械零件的耐磨性,采用等离子弧堆焊技术,制备硼化物强化铁基堆焊合金。借助OM,SEM和XRD等分析手段对合金组织和硼化物相形貌进行分析,并与未加入硼的Fe-Cr-C的堆焊合金进行对比。结果表明:堆焊合金中加入w(B)4.5%可改变基体的组织组成及硼化物的数量和分布形态,从而改善耐磨性。硼化物由大量菊花状M23(C,B)6和少量块状M7(C,B)3相组成,BC4与Cr2B的数量较少。耐磨粒磨损试验结果表明:堆焊合金的耐磨性随着硼含量的增加而先增大后下降,加入w(B)4.5%的堆焊层中形成的大量高硬度硼化物分布在具有较高强韧性的马氏体和奥氏体基体上,使其具有最佳的耐磨性,其磨损量仅为未加入硼时的1/6。     

冷却速度对离心铸造高硼高速钢辊环组织的影响

采用空冷和水冷不同铸型方式,研究冷却速度对离心铸造高硼高速钢辊环组织的影响,制备出辊环.结果表明:铸态高硼高速钢辊环组织由树枝状基体和硼碳化物组成.快速冷却下,基体组织全部转化为马氏体;硼碳化物的类型没有发生变化,由M2(B,C)、M3(B,C)以及M23(B,C)6组成.随着冷却速率的增加,基体晶粒尺寸减小,硼碳化物数量减少,鱼骨状硼碳化物向筛网状转变,局部出现缩颈和孤立现象.冷却速度的增加影响了合金元素在基体和硬质相中的分布,硬质相的显微硬度不变,基体硬度略有增加.空冷砂型离心铸造时,随着距辊环外边缘距离的增加,出现菊花片状的包晶组织,并且数量也逐渐增加.     

WC颗粒对激光熔覆FeCoCrNiB高熵合金涂层组织结构与耐磨性的影响

采用CO2横流激光器制备添加WC颗粒的FeCoNiCrB高熵合金涂层,研究WC颗粒对涂层组织结构和耐磨性能的影响。结果表明:未加WC时,涂层由条状M3B相和基体fcc相两相组成。当WC含量为5%时,涂层中出现M3C相,涂层由M3B相、fcc相和M3C组成。当WC含量为10%时,涂层组织发生较大变化,变为枝晶组织,其中枝晶对应M23(C,B)6相,枝晶间由网状M7(C,B)3相和fcc相组成。WC含量为20%时,涂层仍为枝晶组织,枝晶对应M23(C,B)6相,枝晶间中网状组织消失,枝晶间为fcc相。随着WC含量的增加,涂层的硬度和耐磨性能提高。     

硼对稀土系AB5型贮氢合金微观结构及电化学性能的影响

测试分析了稀土系AB5型贮氢合金MmNi3.8Co0.4Mn0.6Al0.2Bx(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)的微观结构及电化学性能, 研究了硼含量x对贮氢合金电化学性能及微观结构的影响.结果表明, 铸态贮氢合金具有双相组织, 主相为CaCu5型相, 还有少量CeCo4B第二相, 第二相的相丰度随x的增加而增大.对合金进行了不同淬速的快淬处理, 合金中第二相的量随淬速的增加而减少.硼的加入使合金的电化学容量下降, 但活化性能及循环寿命明显提高.特别是对于快淬态合金, 硼对因促进非晶的形成而显著提高循环寿命.     

钒对高硼高速钢组织及回火析出的影响

通过钒合金化制备了不同钒含量的高硼高速钢，采用光学显微镜、扫描电镜、能谱等手段，研究了钒含量对高硼高速钢组织和宏观硬度的影响，并探究了热处理后含钒高硼高速钢的析出相形貌及结构。结果表明，高硼高速钢铸态组织主要由枝晶马氏体和M₂B硼化物组成，随着钒含量增加，基体中马氏体数量减少，铁素体数量增加，同时硼化物逐渐细化，合金的宏观硬度随钒含量增加而逐渐降低。微观分析表明，随V含量的增加，M₂B硼化物中V元素的固溶含量均增加。同时，V在硼化物中的固溶不改变富Fe硼化物中Cr的含量，但富Mo硼化物中Mo、W元素含量随合金中V含量的增加而逐渐降低。淬火加回火处理后，基体中出现了富Mo、W、V元素的二次析出相，且随着合金中V含量的提高，二次析出相的数量不断增加，其尺寸反而减小。同时，基体为细小的板条马氏体，二次析出颗粒形态为球状及短杆状，钒的加入促进了二次硼碳化物M₂₃(B,C)₆、M(B,C)、M₆(B,C)的析出。     

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.     

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。     

Development of Fe-based Wear Resistaht Composite Material Containing Boron

采用等离子熔覆技术制备硼化物强化铁基堆焊合金,借助OM、SEM和XRD等方法对合金组织和硼化物相形貌进行了分析,并与未加入硼的Fe-Cr-C堆焊合金进行对比.结果表明:向堆焊合金中加入2.5％硼,能诱发基体的马氏体转变,使堆焊层形成大量硼化物,从而改善耐磨性;硼化物由大量层片状M23(C,B)6和少量蜂窝状M7(C,B)3相组成,BC4与Cr2B的数量较少;加入2.5％硼的堆焊层中形成的大量高硬度硼化物分布在具有较高强韧性的马氏体和奥氏体上,使其具有最佳的耐磨性.     

Tb0.36Dy0.64（Fe0.85Co0.15）2-xBx合金的结构和磁致伸缩

研究了Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.1)2-xBx(x=0,0.05,0.15,0.30)合金的结构、显微组织和磁致伸缩.结果表明,Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2-xBx合金基体仍为MgCu2型立方结构Laves相,合金点阵常数α随B含量增加先减小后增大;当B含量达到x=0.15时,样品中开始有杂相析出.少量B(x=0.05)添加时,合金的饱和磁致伸缩有所提高;随B含量继续增加,合金中形成1∶3相以及富硼相,饱和磁致伸缩急剧下降.     

淬火处理对轧辊用高硼高速钢组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、硬度计及MM-200磨损试验机,研究了淬火温度对轧辊用高硼高速钢显微组织和性能的影响。结果表明,高硼高速钢的铸态组织由马氏体、铁素体、珠光体和沿晶界呈连续网状分布的共晶硼碳化物组成,共晶硼碳化物主要是M2B和M7(C,B)3;随着淬火温度的升高,基体全部转变成为马氏体,并有二次硼碳化物M23(C,B)6析出;高硼高速钢的硬度和耐磨性随着淬火温度的升高而明显增加,在1150℃淬火时硬度最高、耐磨性最好。     

硼含量对镍基合金GH4049晶界析出相和高温性能的影响

在晶界面上用萃取碳复型技术研究了镍基合金GH4049(Ni-15Co-10Cr-5．5W-5Mo-4．2Al-1．5Ti)中与B和C的晶界偏聚效应密切相关的二次析出相特征．B含量低于0．008％时,因固溶B／C(原子比)很低,晶界析出大尺寸MC薄膜和M6C枝晶片以及薄膜状M23C6,不利于高温塑性和持久寿命．B含量为0．011％和0．018％时,固溶B／C(原子比)虽仅为0．667和0．941,已可减少和全部抑制上述碳化物的析出,代之以弥散M3B2颗粒,高温性能大幅度上升．但B含量过高,M3B2密集析出,高温性能下降．降低固溶冷却速度而使B和C原子向晶界长程偏聚,可促进M3B2析出,改善MC的形貌并抑制M6C和M23C6析出。     

Microstructures and wear resistance of high boron and low carbon ferroalloy using hybrid powder/ wire overlaying method

The high boron alloy surfacing layer was easily cracked due to its insufficient toughness by using hybrid powder/wire overlaying method. In order to explore the cracked mechanism, the microstructures and the wear resistance of the samples with different boron contents were studied. Further, phases analysis, microhardness, macrohardness and wear test were also carried out. The boron content depended microstructures were observed. The precipitation of the Fe ₂ B, Fe ₃ ( C, B) , Fe ₂₃ ( C, B) ₆ were increased with the increase of boron content. It was found that the wear resistance was independent of the macrohardness as the macrohardness increased firstly and then remained steady at ~ 62 HRC. However, the wear resistance was depended on the boron contents, and which increased with the increase of the boron contents. The abrasive loss mechanism changed from plastic deformation removal to fracture removal.     

FGH96合金中γ′和碳化物相平衡计算

利用热力学计算软件Thermo-Calc及相应的Ni基数据库对FGH96粉末高温合金中可能析出的平衡相进行计算,并分析元素含量在允许范围内的波动对主要析出相γ′和碳化物析出行为的影响。结果表明:FGH96合金析出的平衡相有γ′、MC、M23C6、MB2、M3B2和TCP相。Al、Ti和Nb含量的增加会显著提高γ′相的固溶温度及析出量;合金中碳化物的析出量及MC的析出温度主要受到碳含量的影响,Al和Nb含量的变化对碳化物的析出温度有着显著影响,其中Al含量的影响尤为明显。     

Fe-Cr-C-B-Nb堆焊合金的显微组织和耐磨性

采用明弧自保护法制备Fe-Cr-C-B-Nb系耐磨堆焊合金,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段,分析堆焊层中的物相组成,探究熔池中硬质相析出顺序,研究B和Nb元素含量对其显微组织和耐磨性影响. 结果表明,制备的堆焊合金显微组织为马氏体+残余奥氏体+ M23(C,B)6+NbC,NbC先于M23(C,B)6生成. 当堆焊层中B元素含量为0.21%,Nb元素含量为1.44%时,可以使堆焊合金有较高的硬度和耐磨性. 洛氏硬度可达69 HRC±1.5 HRC,磨损量为0.037 6 g. 过量的B元素不利于NbC析出,而使Nb元素固溶强化硼化物和基体. 耐磨性试验结果表明,M23(C,B)6和NbC两种硬质相显著改善了Fe-Cr-C-B-Nb系堆焊合金的耐磨性.     

INFLUENCE OF BORON ON MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF RAPIDLY SOLIDIFIED Ni_3Al

By means of nonstoichiometry,rapid solidification and adequate boron addition,the tensilestrength and bending resistance of Ni_3Al has been improved.When adding 0.52 to 1.37 at.-%B into Ni_3Al,which has the beneficial effect on the ductility.If boron addition is too high,there are coarse Ni_(23)B_6 particles and NiB_(12) phases found at the grain boundaries.Boronmodification in Ni_3Al promotes the ordering in the region near grain boundaries.The grainboundary of boron free Ni_3Al is a large angle one,but turns into a small angle grain bound-ary with sub-grains of dislocation characteristics when the boron content in Ni_3Al reaches1.37 at.-%.     

硼对快凝Ni3Al组织结构及力学性能的影响

本文通过快凝及加硼合金化的方法改善金属间化合物Ni_3Al的韧性。实验表明:加入0.5-1.4at.-％的硼对Ni_3Al的塑性提高最有利。结构分析表明:在含1.37at.-％硼的Ni_3Al中,硼以Ni_(23)B_6弥散相及晶界偏聚方式存在;当硼量增至2.22at.-％时,硼以粗大的Ni_(23)B_6及NiB_(12)相在晶界处析出。无硼的Ni_3Al晶界为大角度晶界;当硼加至1.37at.-％时,Ni_3Al晶界以位错排列成亚晶界,以小角晶界形式存在。     

淬火温度对高硼高速钢显微组织的影响

在普通高速钢材料中,加入适量硼来取代普通高速钢中价格昂贵的合金元素,设计了一种新型的高硼高速钢材料。研究了淬火温度对0.4%～0.5%C和1.0%～1.5%B的高硼高速钢显微组织的影响。结果表明,高硼高速钢的铸态组织由铁素体、珠光体和少量马氏体以及硼碳化合物组成,硼碳化合物由M23(B,C)6、(W,Mo)2(B,C),M3(B1.5,C0.5)和M(B0.7,C0.3)组成,呈网状和鱼骨状沿晶界分布。淬火处理后,基体组织转变成板条马氏体,含有4%残留奥氏体,硼碳化合物的类型没有发生变化,但数量减少。在950～1100℃内淬火,硼碳化合物局部发生溶解,出现断网现象;随着淬火温度的升高,断网现象越来越明显,从而减轻了对基体的割裂作用。     

(9～12)%Cr马氏体耐热钢中微量B元素的择优分布行为及其对微观组织与力学性能的影响

(9~12)%Cr钢中添加微量B元素可显著抑制M23C6碳化物的熟化,从而提高蠕变强度,增加蠕变断裂寿命。钢中B元素的择优分布行为是其充分发挥积极作用的关键,也是深入研究其作用机理的前提,一直是(9~12)%Cr马氏体耐热钢领域的研究热点。本文简述了B元素对钢力学性能的影响,介绍了表征钢中微量B元素分布的常用实验手段。在阐述B元素在钢中的物理冶金学原理以及固溶与扩散机制的基础上,重点讨论了B元素在(9~12)%Cr马氏体耐热钢中的择优分布行为及其影响因素。最后对目前微量B元素抑制马氏体耐热钢中M23C6碳化物熟化的2种机理进行了梳理,系统地阐述了B元素的择优分布行为与其抑制M23C6碳化物熟化、提高蠕变性能的积极作用之间的关系,深化对B元素在(9~12)%Cr马氏体耐热钢中的作用机理的认识。