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.     

Mo强化Fe-Cr-C系堆焊材料组织和力学性能分析

在Fe-Cr-C系高Cr铸铁型堆焊焊丝中加入Mo元素制成自保护药芯焊丝,通过热力学平衡计算,理论分析了Mo对高碳高铬系堆焊材料的强化机理。结果表明:Mo元素的添加,可以增加堆焊层中初生碳化物的数量,细化合金组织,在强化碳化物的同时强化基体。通过试验的方法对比分析了Mo元素对高Cr铸铁型堆焊材料显微组织和力学性能的影响,当加入2%Mo时,堆焊熔覆层的质量明显好于不含Mo的材料,同时堆焊层平均硬度值提高了12.5%,添加Mo元素焊丝堆焊制备的复合材料的常温冲击韧性是未添加Mo元素的1.9倍。     

保护气体对(Nb,Ti)C增强铁基复合堆焊层组织与性能的影响

复合碳化物增强铁基复合堆焊层由于其优异的耐磨性能受到研究者广泛关注。文中利用气体保护堆焊技术，采用3种不同的保护气体(纯Ar/80%Ar+20%CO2/纯CO2)制备了(Nb,Ti)C增强铁基复合堆焊层，分析不同保护气体堆焊层中(Nb,Ti)C的析出过程，堆焊层的组织、硬度以及耐磨性能。结果表明，使用纯CO2保护气体时堆焊层的(Nb,Ti)C析出量最少(0.44 个/μm2)，弥散分布在马氏体基体中，并且堆焊层中有O原子的渗入，显微硬度为620.3 HV，磨损失重为8.4 mg；随着保护气体中CO2含量的降低，堆焊层的显微硬度以及磨损性能呈上升的趋势，使用纯Ar保护时堆焊层的(Nb,Ti)C析出量最多(0.54 个/μm2)，显微硬度为708.2 HV，磨损失重为0.8 mg，是纯CO2保护气体下的9.5%，耐磨性能最佳。堆焊层磨损形式为粘着磨损伴有疲劳磨损与磨粒磨损，其中使用纯CO2保护气体堆焊层，产生了较为严重的粘着磨损。(Nb,Ti)C的析出显著提高了堆焊层的硬度及耐磨性能。     

等离子堆焊镍包SiC_p增强钴基覆层的组织分析

为了降低等离子堆焊过程中SiCp的烧损及改善SiCp的湿润性,采用改进的等离子喷焊枪在H13钢表面制备钴基镍包SiCp陶瓷增强复合堆焊层。用XRD对覆层的物相进行了鉴定;用OM和SEM分析了堆焊层组织;用显微硬度计测试了堆焊层的显微硬度。结果表明,堆焊层组织由结合区的胞状晶组织及涂层区的树枝晶以及一些颗粒相组成;堆焊层主要由Cr、Co等元素的硅化物和Cr的碳化物(Cr23C6、Cr7C3)及Co的固溶体组成,并在堆焊层顶层发现有少量的SiCp;显微硬度从表面向基体逐渐降低,呈梯度分布,堆焊层表面平均硬度(HV)可达800。     

高铬铸铁耐磨堆焊埋弧药芯焊丝研究

采用自动埋弧堆焊对高铬铸铁埋弧药芯焊丝堆焊合金的组织及耐磨性进行试验,研究Cr/C对堆焊层的组织和耐磨性的影响.研究发现,Cr/C增加,初生碳化物形状越来越规则,初生碳化物的杆状纤维增长,增加堆焊层的韧性.初生碳化物微区Cr含量增加,增加初生碳化物显微硬度.Cr/C与初生碳化物面积分数对耐磨性的影响比较明显,其中初生碳化物面积分数与耐磨性呈线性关系.高铬铸铁堆焊层的耐磨性受到基体组织影响较大,由奥氏体及其分解产物构成的混合基体的堆焊层耐磨性最大.文中所研究的41#、43#、45#焊丝其堆焊层的耐磨性非常好,相对Q235钢的耐磨性分别为β41=27.1716、β43=18.6305和β45=19.7949.文中进一步探讨了耐磨堆焊层磨损过程中的孔洞效应及裂纹扩张效应.     

Fe-Cr-C系药芯焊丝耐磨堆焊层的组织和性能

在Fe-Cr-C系药芯焊丝药芯中添加多种强碳化物形成元素,研究了堆敷金属的显微组织、耐磨性和抗氧化性.结果表明,堆焊层金属中大量呈针状和片状的细小碳化物均匀分布在共晶组织和马氏体基体上,改善堆焊金属的韧性,提高了抗裂性;焊缝金属的硬度为61.7HRC,耐磨性好,其相对耐磨性是市售某药芯焊丝堆焊层金属的3.75倍;堆焊层金属高温稳定性好,抗氧化能力强;焊丝适用于高温低应力磨料磨损环境.     

阀芯堆焊耐磨层的组织与性能

采用等离子堆焊技术提高液压阀芯耐磨性,用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对堆焊层进行组织观察、物相和性能分析。研究结果表明,堆焊层主要由残余奥氏体枝晶和细小针状马氏体组成;堆焊层平均硬度56 HRC,较基体材料硬度有所提高,主要由于堆焊层中获得的马氏体以及形成的碳化物(Cr,Fe)7C3均可提高堆焊层的硬度,所以堆焊耐磨层能有效提升阀芯使用寿命。     

高碳Nb-Ti-V系Fe基堆焊层中C/S界面结构

利用SEM和TEM观察、分析了高碳Nb-Ti-V系堆焊层中颗粒碳化物与固溶体基体间的界面(C/S界面)结构.表明:C/S界面洁净,两相间为直接的原子结合,错配度δ=6.1%～8.3%,界面位向关系为:(002)α-Fe//(220)(NbTiV)c;对MM200上的磨损试件观察亦表明,其C/S界面结合强度高,碳化物的脱落极少,堆焊层耐磨性超过美国的MG700.     

V含量对Fe-Cr-C-Mo堆焊层组织及性能的影响

采用CO2气体保护焊/喷射送粉设备在Q235钢表面制备了Fe-Cr-C-Mo-V耐磨堆焊层。通过金相显微镜、SEM,XRD,DEAX等手段研究了V加入量对堆焊层组织、成分、硬度和耐磨性的影响规律。结果表明:随着V含量的增加,堆焊层组织由针状马氏体+奥氏体向板条马氏体+奥氏体转变,而碳化物由单一M7C3型碳化物转变成由VC和M7C3组成的2种碳化物;堆焊层的硬度先升高后降低,当w(V)20%时,硬度最高,其数值HRC60.6。堆焊层耐磨性与硬度变化趋势相同,w(V)20%的堆焊层耐磨性最佳。     

Q345E钢基体上堆焊金属的组织与性能的研究

选用RD-YD414(Q)和SHS9700U16两种焊材在Q345E低合金钢表面进行电弧堆焊工艺试验,对堆焊层进行显微组织分析,并测试了堆焊金属的硬度以及耐磨性。结果表明:按照选定的焊接工艺参数进行堆焊试验,RD-YD414(Q)焊丝堆焊层组织为板条状马氏体+铁素体+贝氏体及碳化物,SHS9700U16焊丝堆焊层组织为莱氏体基体上分布着板条状渗碳体以及细小复杂的硼碳化物和金属间化合物。堆焊层硬度分布较均匀,RD-YD414(Q)和SHS9700U16焊丝堆焊层的平均硬度分别为41.0和63.5 HRC。SHS9700U16焊丝堆焊层的耐磨性强于RD-YD414(Q)焊丝堆焊层。