高铬铸铁堆焊层组织对冲蚀磨损性能的影响

采用正交试验法研究了粘结焊剂中高碳铬铁、石墨、钼铁对埋弧堆焊层组织、硬度及耐冲蚀磨损性能的影响规律。堆焊层为亚共晶组织时,硬度低,耐冲蚀磨损性能差;共晶堆焊层硬度高,耐冲蚀性能有所提高;堆焊层为含有少量一次碳化物的过共晶组织时,硬度高,耐冲蚀磨损性能最好;一次碳化物过多时,虽然硬度高,但耐中磨损性能下降。试验得到了最佳粘结焊剂配方。     

Fe-Al合金堆焊层的显微组织

用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析、透射电镜选区电子衍射（ＳＡＥＤ）技术,确定了堆焊金属的组织结构,扫描电下用能谱分析了熔合区微区的化学成分特点,研究结果表明,堆焊金属呈粗大柱状晶组织形态,其相结合为α－Ｆｅ（Ａｌ）。熔合区合金元素浓度呈梯 度变化,其中Ａｌ元素的浓度梯度最显著。     

不同镍基合金等离子堆焊层的微观组织及性能

采用等离子弧堆焊技术在1Cr1 8Ni9Ti不锈钢表面分别堆焊Ni40A、Ni50A、Ni60A镍基合金粉末,研究不同镍基合金堆焊层的显微组织、硬度及磨损性能.结果表明,堆焊层基体都是由γ-Ni组成,Ni40A堆焊层中析出相主要是Cr7C3、M23C6、Ni3Si,而Ni50A和Ni60A堆焊层中析出相由CrB、M23(C,B)6、Cr7C3、Cr5B3、Ni3Si组成.Ni60A堆焊层的显微硬度最高,达780HV.耐磨性Ni60A＞Ni50A＞Ni40A.Ni60A堆焊层的摩擦系数最大,而Ni40A和Ni50A差别不大.     

镍基合金断弧脉冲氩弧焊堆焊层组织及腐蚀磨损性能

采用断弧脉冲氩弧焊技术,在38Cr Si钢表面堆焊ERNi Cr-3镍基合金,表征了堆焊层显微组织与相结构,通过人工海水腐蚀环境下的腐蚀磨损试验,测定了电位随时间变化曲线以及腐蚀磨损各分量数值,探讨了涂层表面腐蚀磨损性能以及腐蚀与磨损间的交互作用。结果表明:堆焊层表面呈细小的柱状晶奥氏体组织,热影响区与熔合区的宽度分别约150和200μm,说明基于"一脉一弧"新型电弧特性的断弧脉冲氩弧焊技术,能够实现较小热影响区的冶金结合。镍基合金堆焊层腐蚀与磨损之间,磨损促进腐蚀量为腐蚀磨损交互作用失重的0.12%,说明磨损对腐蚀的促进作用很小;腐蚀促进磨损量占磨损分量的34.88%,说明腐蚀对磨损的促进作用较大。镍基合金堆焊层腐蚀磨损试验的电位随时间呈上升趋势,说明钝化膜破损后的再形成能力提高了其在人工海水中的耐腐蚀磨损性能。镍基合金堆焊层表层金属脆性剥离区域有明显的Cl和O元素分布,说明氯脆是导致堆焊层腐蚀磨损的重要原因之一。     

TiC对Ni35A堆焊层组织及摩擦磨损性能的影响

利用等离子弧对Ni35A及加入10%TiC的Ni35A预压块体进行堆焊试验,借助金相显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计及摩擦磨损试验机研究堆焊层组织及磨损性能。结果表明,堆焊层主要由(Fe,Ni)固溶体组成,加入TiC粉末后,堆焊层含硬质相Ni_3Ti及TiC,合金晶粒明显细化;焊层硬度增加,表层硬度提高了73%;磨痕深度、磨痕宽度、磨损量较Ni35A堆焊层的分别降低了38.9%、25.0%、57.6%。     

NbC增强Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织与磨粒磨损性能

以H08A为焊芯,在Fe-Cr-C耐磨合金焊条药皮中加入NbC,对堆焊层组织及NbC对堆焊层硬度和耐磨性的影响进行了研究.结果表明,NbC增强Fe-Cr-C耐磨合金的宏观硬度和耐磨性都高于Fe-Cr-C合金,宏观硬度达到61.6 HRC,比Fe-Cr-C耐磨合金提高9.6%;相对耐磨性提高60%.NbC增强Fe-Cr-C耐磨合金中NbC硬质相断面呈不规则形状,分布于M7C3之间,或镶嵌在M7C3中,以菱形或多边形居多,NbC分布不均匀,有局部聚集的区域.与Fe-Cr-C耐磨合金的共晶碳化物比较,Fe-Cr-C-NbC合金的共晶碳化物要粗大,共晶碳化物的间距也较大.     

手工电弧堆焊接头组织及微动磨损性能研究

用手工电弧堆焊技术,在基体材料45钢表面上,分别选用CHR237和CHR207两种堆焊焊条在相同的工艺参数下进行堆焊。用光学显微镜和显微硬度计对堆焊金属的显微组织和显微硬度进行了分析,用PLINT型微动磨损试验机考察了基体材料及堆焊层金属在室温条件下的微动磨损行为。结果表明,堆焊金属的显微组织和显微硬度跟焊条的种类,硬质相的类型、数量及其分布有关;其抗微动磨损能力均优于基材45钢,且CHR237堆焊金属的抗微动磨损性能最好。     

等离子表面合金化层摩擦磨损性能研究

利用辉光等离子渗金属技术,在低碳钢表面进行Ti-N和W-Cr合金元素共渗,达到改善其表层耐磨性的目的.经分析,结果表明:Ti-N合金元素共渗层形成了氮化钛沉积层和扩散层,厚度在10μm以上,平均硬度达到HV2300;Mo-Cr共渗层厚度在100μm以上,渗入合金元素Cr、Mo,表面含量分别达到4%和12%左右,随后进行的超饱和渗碳使表面含碳量达到2.0%以上,淬火及回火后表面硬度达到HV1300,超过一般冶金高速钢.Ti-N合金元素共渗层磨损曲线较平稳,平均摩擦系数较小,耐磨性比Mo-Cr共渗层要好.     

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”。     

热处理对新型Fe-Cr-Mn-Co合金堆焊层磨粒磨损性能的影响

采用钨极氩弧焊(TIG)将新型Fe-Cr-Mn-Co合金堆焊在304不锈钢基体表面,对比研究热处理对堆焊合金磨粒磨损性能的影响。采用金相观察、硬度测量、失重分析和扫描电镜(SEM)对不同工艺热处理的堆焊合金金相组织、硬度、磨损性能及磨损机理进行了分析。研究结果表明:Fe-Cr-Mn-Co堆焊合金微观组织均为奥氏体,重熔和固溶处理能使晶粒细化、组织均匀,前者效果更佳;重熔后的堆焊合金硬度最高、耐磨性最好,但与固溶处理的相差不大,304不锈钢最差;合金的失效为凿削式磨粒磨损和塑性变形产生的疲劳破坏混合模式。     

Co-Cr-W系等离子弧堆焊合金层显微结构的研究

用金相显微镜，X射线衍射(XRD)，扫描电镜(SEM)，透射电镜(TEM)和X射线能谱(EDS)对等离子弧堆焊Co—Cr—W系多元合金层进行了研究，结果表明，合金层基体为具有(200)晶面择优取向的Co基固溶体，Co基固溶体中存在许多堆垛层错；与固溶体组成共晶体的碳化物主要为具有六方点阵并含有层片状孪晶的(Cr,Fe)7C3。     

等离子堆焊Ni基合金粉末熔覆层性能研究

采用等离子堆焊技术在Q235钢表面分别堆焊Ni-W-C合金粉末和M—Cr—Mn系复合粉末熔覆层。利用金相显微镜、扫描电镜、C射线衍射仪（XRD）及磨损试验机对两种镍基合金熔覆层的微观组织及耐磨性进行了研究。结果表明，Ni-w．c合金粉末熔覆层显微组织主要为γ-Ni，Cr7C3，WC，（Ni，Fe）3（B，C）等，Ni-Cr-W-Mn系复合粉末熔覆层显微组织主要为γ-Ni，γ-（Ni，Fe），WC，W2C，Mn31Si12，Cr23C6，Cr3C3，NiB，Ni2B等。Ni-Cr-W-Mn系复合粉末较Ni-W-C合金粉末熔覆层耐磨性提高近10倍。Ni-Cr-W-Mn系复合粉末熔覆层通过多元素固溶强化及生成大量金属间化合物提高了熔覆层的硬度及耐磨性。     

回火温度对铁基多元合金堆焊层组织及耐磨性的影响

研究了回火温度对铁基多元合金堆焊层组织及耐磨性的影响。结果表明,该堆焊层回火后具有二次硬化现象;当回火温度低于400℃时,其硬度变化不明显,超过600℃后,硬度明显下降;在560℃回火2h,具有优异的耐磨性,且组织与耐磨性有良好的对应。     

回火温度对铁基多元合金堆焊层组织及耐磨性的影响

研究了回火温度对铁基多元合金堆焊层组织及耐磨性的影响。结果表明，该堆焊层回火后具有二次硬化现象；当回火温度低于400℃，其硬度变化不明显，超过600℃，硬度明显下降；在560℃回火2h．具有优异的耐磨性，且组织与耐磨性有良好的对应。     

新型Cu-Ni合金PTA堆焊材料及其耐蚀性

在Ｂ３０白Ｃｕ的基础上加入一些合金元素,通过可焊性试验、静态腐蚀试验、极化曲线测试,研制出一一种用于等离子堆焊的耐腐蚀的合金粉末（ＰＴＡ）。并用ＳＥＭ、ＡＥＳ、ＸＰＳ研究了加入合金元素的Ｂ３０白Ｃｕ合金耐腐蚀性下降的原因。     

等离子喷焊低温马氏体相变合金粉末的组织与性能

为减小喷焊过程中热收缩形成的拉伸应力,采用等离子喷焊的方法,在Q235钢基体上进行堆焊,制备出具有残余压缩应力的低温马氏体相变合金耐磨复合涂层。利用金相显微镜(OM)、SEM、EDS、XRD、X射线残余应力测试仪、显微硬度仪和摩擦磨损试验机等,对喷焊层金属的微观组织、成分和力学性能进行了分析和研究。结果表明:合适的工艺参数下,能够得到与基体呈冶金结合的无缺陷喷焊层组织;喷焊层的组织主要为马氏体和少量残余奥氏体组成;喷焊层获得较为理想的残余压缩应力,最大残余压缩应力可达到-351.2 MPa,平均残余奥氏体的质量分数约为10.18%;和基体材料相比较,等离子喷焊层的硬度提高2.5倍,耐磨性提高47.22倍。     

时效对Fe320／0．5％Cu合金堆焊层组织与性能的影响

采用等离子堆焊在Q235钢试样表面制备了含有0．5％Cu的铁基合金（Fe320）层。研究了500℃时效35h处理对等离子堆焊的含0．5％Cu的铁基合金层组织结构及性能的影响。结果表明,未经时效处理的堆焊层是由α-Fe、M7C3和M23C6等物相构成,具有亚共晶组织特征,低碳板条马氏体存在于堆焊层中。经500℃时效35h以后,ε-Cu相从基体马氏体中析出,并且富铬化合物的相对含量有所增加。时效导致的富铬化合物相的增加和ε-Cu相的析出是堆焊层耐磨性提高的原因。     

元素添加量对水等离子弧堆焊铁基合金层的影响

采用正交试验方法设计了几种铁基合金系堆焊粉末,利用水等离子火焰机在Q345钢板上进行堆焊,分析了Cr,Mo,Si,C添加量对堆焊层硬度、显微组织及磨损性能的影响。结果表明:堆焊层中含有大量的M7C3初生碳化物及共晶组织,最高硬度可达到56.8HRC,耐磨性较好,Cr和C对堆焊金属的耐磨性影响最大。试验表明,采用水等离子火焰机可以较好地进行粉末堆焊。     

Y含量对Mg-Al-Zn堆焊合金摩擦磨损性能的影响

研究了Y元素添加及其含量对AZ91焊丝堆焊Mg-Al-Zn合金室温下干滑动摩擦磨损性能及磨损机制的影响。结果表明:由于存在粗大β-Mg_(17)Al_(12)相,未添加稀土Y元素的AZ91堆焊合金的耐磨性能较差;通过添加稀土Y元素,可以减小粗大β相的尺寸和数量,减小亚表层变形层的厚度以及堆焊合金发生剥层磨损的程度,提高堆焊合金的耐磨性;稀土Y元素会导致堆焊合金的硬度降低;AZ91堆焊合金的主要磨损机制有3种:磨粒磨损、氧化磨损和剥层磨损。     

轴向压力对X65合金钢摩擦堆焊层组织和磨损性能的影响

为拓宽摩擦堆焊的工程化应用,以X65钢作为耗材和基板材料进行了摩擦堆焊工艺试验研究,在选定最优焊速的基础上,主要讨论了轴向压力与堆焊层组织、显微硬度及磨损性能的影响。试验表明:在转速4 000 r/min、堆焊速度200 mm/min、轴向压力在59.7~104.4 MPa范围下可获得冶金连接与成型良好的摩擦堆焊层。随轴向压力增加,堆焊层宽度增加、但厚度减小;过高轴向压力不能增加摩擦堆焊层的有效体积。摩擦堆焊接头主要由堆焊层、热影响区(HAZ)和母材区域组成,与传统摩擦焊缝细小晶粒组织特征不同,摩擦堆焊层主要为粗大板条和粒状贝氏体混合组织特征。HAZ主要由过热区和相变重结晶区组成,过热区主要为贝氏体组织特征,而重结晶区为细小铁素体晶粒组织特征。轴向压力变化对堆焊层组织粗化倾向和HAZ尺寸有较大影响,但对HAZ的组织形态影响不大。不同轴向压力下的堆焊层平均硬度及抗磨损性能均高于母材,与母材比较堆焊层磨损体积最大可降低33.3%。