堆焊

20093282B4C对高碳铬铁自保护药芯焊丝力学性能的影响/王清宝…//焊接学报.-2008,29(11):109~112通过改变高碳铬铁中熔覆金属B4C的含量,分别考察了B4C对堆焊熔敷金属金相组织、硬度和不同载荷下耐磨性的影响,并对堆焊熔敷金属磨损形貌进行了分析。结果表明,随B4C含量的增加,初生碳化物的生长方向性越来越明显,成定向生长趋势,并且熔敷金属的宏观硬度逐渐增大,但B元素含量超过0.5%时,硬度变化趋缓;不同载荷磨损条件下,B4C强化的熔敷金属表现出耐磨性不同,堆焊熔敷金属耐磨面碳化物断裂或剥落少时,表现出良好的耐磨性,当碳化物大量断裂或剥落时,耐磨性变差。图5表3参420093283焊条电弧堆焊自熔性合金复合粉末的研究/张勇…//焊接.-2008(12):51~54采用焊条电弧焊堆焊技术,在Q235钢表面堆焊铁基、铁基和镍基复合粉末。研究添加自熔性合金粉末后堆焊层的性能状况。利用金相显微镜对堆焊层的金相组织进行了研究,通过硬度和磨损试验测试了堆焊层表面的硬度和耐磨性。结果表明,添加铁基自熔性合金或铁镍混合自熔性合金粉末均提高了堆焊层的硬度,并且随着添加量的增加,硬度和耐磨性也有相应的提高,且...     

堆焊

20093282B4C对高碳铬铁自保护药芯焊丝力学性能的影响/王清宝…//焊接学报.-2008,29(11):109~112通过改变高碳铬铁中熔覆金属B4C的含量,分别考察了B4C对堆焊熔敷金属金相组织、硬度和不同载荷下耐磨性的影响,并对堆焊熔敷金属磨损形貌进行了分析。结果表明,随B4C含量的增加,初生碳化物的生长方向性越来越明显,成定向生长趋势,并且熔敷金属的宏观硬度逐渐增大,但B元素含量超过0.5%时,硬度变化趋缓;不同载荷磨损条件下,B4C强化的熔敷金属表现出耐磨性不同,堆焊熔敷金属耐磨面碳化物断裂或剥落少时,表现出良好的耐磨性,当碳化物大量断裂或剥落时,耐磨性变差。图5表3参420093283焊条电弧堆焊自熔性合金复合粉末的研究/张勇…//焊接.-2008(12):51~54采用焊条电弧焊堆焊技术,在Q235钢表面堆焊铁基、铁基和镍基复合粉末。研究添加自熔性合金粉末后堆焊层的性能状况。利用金相显微镜对堆焊层的金相组织进行了研究,通过硬度和磨损试验测试了堆焊层表面的硬度和耐磨性。结果表明,添加铁基自熔性合金或铁镍混合自熔性合金粉末均提高了堆焊层的硬度,并且随着添加量的增加,硬度和耐磨性也有相应的提高,且...     

载荷对Fe-Cr-C-Nb堆焊合金滑动磨粒磨损行为影响

以Fe-Cr-C-Nb堆焊熔敷金属为试验材料,进行了环块三体磨粒磨损试验。利用扫描电子显微镜、能谱分析、激光扫描共聚焦显微镜等测试方法表征了熔敷金属的显微组织及磨损性能,研究了相同转速不同载荷条件下该熔敷金属的三体磨粒磨损行为。结果表明:随着法向载荷的增加,磨损质量逐渐增加,但在高载荷下增幅变缓。堆焊合金的磨损机制为磨粒对奥氏体基体的强塑变犁耕作用以及对Nb C,共晶M7C3的局部脆性剥落。磨损后材料亚表面产生形变马氏体组织,提高了奥氏体基体的硬度,并且随法向载荷的增大,表面硬度逐渐升高,从而导致材料亚表面显著加工硬化,使得熔敷金属在高载荷下表现出较好的耐磨性。     

TiO2添加对高锰钢堆焊层组织和性能的影响

在Q235钢板上,用不同TiO2含量的高锰钢堆焊药芯焊丝进行堆焊试验。采用扫描电镜、电子探针和X射线衍射仪等对堆焊层的显微组织进行分析,测试熔敷金属的硬度及耐磨性。结果表明：在耐磨堆焊焊丝中添加TiO2和Al,通过焊接冶金反应原位生成TiAl金属间化合物颗粒,能对堆焊层组织产生细化作用,并能提高堆焊层的硬度和耐磨性。添加0.53%的TiO2堆焊层熔敷金属具有最优的微观组织及耐磨性能;随着TiO2的添加,熔敷金属磨损机制由黏着磨损逐渐转变为磨料磨损。     

Nb和Mo对高碳自保护药芯焊丝熔敷性能

借助光学显微镜、扫描电镜观察Nb,Mo在金相组织中存在的形态,研究了两元素强化机理,分析了硬度和耐磨性存在差异的原因.结果表明,在金相组织中,随Nb.Mo含量的增多,Nb,Mo的初生碳化物数量增多,熔敷金属硬度和耐磨性均增加;在堆焊熔敷金属中,Nb仅生成初生NbC,沉淀强化熔敷金属,强化效果明显,Mo不仅生成初生MO2C,而且还固溶强化初生Cr7C3和基体,通过沉淀和固溶两种形式强化熔敷金属,但强化效果不明显.在高铬铸铁中为得到良好的耐磨性及经济效益须优化合金成分,应同步强化基体和碳化物.     

铌含量对Fe-C-Cr-Nb系表面熔覆金属组织及耐磨性的影响

目的 提高钢表面熔覆层的硬度、耐磨性及其综合性能。方法 运用气体保护焊堆焊不同Nb含量的Fe-C-Cr-Nb系表面堆焊材料,采用JmatPro软件模拟计算不同铌含量的熔覆层CCT曲线和平衡冷区曲线,分析铌含量对熔覆组织转变和析出相的影响。运用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪观察晶粒尺寸和熔覆组织形貌,并对析出相进行分析。利用洛氏硬度计和滑动摩擦磨损试验机,分别对熔覆金属进行宏观硬度和耐磨性的测定。结果 不同铌含量熔覆组织均由马氏体和少量贝氏体组成,基体有大量的MC型碳化物析出。当Nb含量为1.5%时,碳化物弥散分布在熔覆组织中,强化效果最佳,此时硬度最高,为55.3HRC。此外,MC型碳化物有明显的细化晶粒作用,显著提高了熔覆组织的韧性。硬质相与韧性基体的配合,使熔覆组织的耐磨性在铌含量为1.5%时达到最佳。结论 通过调整Fe-C-Cr-Nb系表面堆焊材料中铌的含量,可以有效地控制熔覆金属组织类型及碳化物组成和分布,从而提高熔覆层的综合性能。     

W-Mo-Nb增强型耐磨药芯焊丝的研究

研制了两种用于支撑辊堆焊、熔敷金属含铬量低于10%的耐磨药芯埋弧焊丝NM-1A和NM-1B。在降低焊丝铬含量的同时,采用微量W-Mo-Nb进行增强。通过金相分析、硬度试验、滑动磨损试验对堆焊层金属显微组织和性能进行了分析。结果表明:两种焊丝堆焊金属的组织均为马氏体+残余奥氏体+碳化物,NM-1A焊缝的晶粒比NM-1B的细,NM-1B的残奥量比NM-1A要多。两种焊丝堆焊层的平均硬度均达50 HRC;在无润滑滑动磨损条件下的耐磨性与淬火的45钢相当,且NM-1B的耐磨性优于NM-1A。这两种焊丝的性能均满足用户的要求,NM-1B的成本更低。     

新型铸造WC颗粒复合耐磨材料的研究

新型铸造WC颗粒复合耐磨材料中的金属基体采用多元合金化,用氧-乙炔焰进行堆焊。研究了该材料的显微组织和相组成并测定了材料的宏观硬度和显微硬度。在两种不同的磨损条件下,测定材料的磨料磨损耐磨性,并分析了其磨损机制,研究结果表明,新型铸造WC颗粒复合材料的金属基体组织细化了,其中含有一定量M7C3型碳化物,使金属基体具有较高硬度。在两种磨损条件下,新型复合材料的耐磨性均明显高于常用的D35－4及YZ－4材料的耐磨性,在两体磨料损磨时,金属基体的磨损方式主要是显微切削,铸造WC颗粒的磨损则是脆性显微剥落。     

低频磁控埋弧堆焊焊缝组织与性能

为了提高堆焊层熔敷金属的力学性能,在低碳钢表面埋弧堆焊过程中外加低频磁场,研究分析了低频磁场对埋弧堆焊层金属组织及力学性能的影响,通过对不同磁场参数下堆焊表层试样的硬度、耐磨性及其组织和性能的测定分析,发现在适当的磁场参数作用下,可改善熔敷金属的结晶形态,细化晶粒,提高堆焊层的硬度及耐磨性。     

热处理对耐磨熔敷金属组织与性能影响

采用钛钙型药皮堆焊焊条D172,以手工电弧焊工艺在基体材料上堆焊一定厚度的耐磨金属.为了消除焊态过程中残留的残余应力,提高堆焊层熔敷金属的耐磨性能,本试验对基体材料进行了焊前预热,控制层间温度,焊后回火等工艺,分析了焊态、回火工艺下获得的耐磨熔敷金属的显微组织和显微硬度.结果表明,回火温度在400℃时,堆焊层熔敷金属显微组织和硬度与焊态基本一致,其显微组织主要为马氏体和网状残奥氏体;550℃时,残余奥氏体转变为马氏体,且碳化物析出量增多,硬度升高;700℃时,马氏体分解,产生大量碳化物和α-Fe铁素体,硬度显著降低;保温时间延长,堆焊层熔敷金属显微组织和硬度变化不大.     

Microstructure and properties of Fe–Cr–C hardfacing alloys reinforced with TiC–TiB2

Abstract

Different amounts of TiB₂ powder were added to flux cores of wear resistant hardfacing flux cored wires for the preparation of new flux cored wires. Fe–Cr–C hardfacing alloys reinforced with TiB₂ were produced by arc hardfacing. The microstructure, hardness and wear resistance behaviour of the hardfacing alloys were investigated using an optical micrograph, scanning electron micrograph (SEM), X-ray diffractometer, macrohardness tester, microhardness tester and abrasive wear tester. The results showed that, among the hardfacing alloys, a new hard phase, i.e. TiC–TiB₂ composite compound particles, was formed and dispersed in the primary carbides and matrix structures. The TiC–TiB₂ reinforced Fe–Cr–C hardfacing alloys imparted greater hardness and better wear resistance. The presence of TiC–TiB₂ hard phase particles is the main reason for the improvement in hardness and wear resistance of Fe–Cr–C hardfacing alloys.     

Influence of cooling rate and composition on orientation of primary carbides of Fe–Cr–C hardfacing alloys

Abstract

Four Fe–Cr–C hardfacing alloys with carbon contents of 3˙34–6˙5% were studied. The orientation of primary carbides in the microstructures of hardfacing layers produced by arc surfacing was investigated under controlled cooling conditions. Carbon content and cooling conditions were found to play an important role in determining overlayer microstructures. Increasing carbon content or decreasing Cr/C ratio increased the tendency for primary carbides to be oriented perpendicular to the surface of the overlayers, and the carbides in the microstructure became more compact. Under water cooling conditions, the primary carbides were preferentially oriented perpendicular to the surface, which would be expected to improve wear resistance. At lower cooling rates, primary carbides were oriented randomly.     

TiB2强化高硬度高耐磨堆焊自保护药芯焊丝堆焊层性能分析

通过在Fe-Cr-C系药芯焊丝中加入不同含量TiB2粉末,制备TiB2强化高硬度高耐磨堆焊自保护药芯焊丝.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,试验研究了其堆焊合金显微组织,并考察TiB2含量对该堆焊合金性能的影响.结果表明,堆焊合金组织为初生碳化物、马氏体和残余奥氏体,同时堆焊合金中生成了大量TiC-TiB2颗粒,并且弥散分布在初生碳化物和基体上;TiB2强化耐磨堆焊药芯焊丝的堆焊合金比不加TiB2具有更高的硬度和更好的耐磨性.     

Microstructure and abrasive wear properties of Fe-Cr-C hardfacing alloy cladding manufactured by Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)

A series of Fe-Cr-C hardfacing alloys is deposited by gas tungsten arc welding and subjected to abrasive wear testing. Pure Fe with various amounts of CrC (Cr:C=4:1) powders are mixed as the fillers and used to deposit hardfacing alloys on low carbon steel. Depending on the various CrC additions to the alloy fillers, the claddings mainly contain hypoeutectic, near eutectic, or hypereutectic microstructures of austenite γ-Fe phase and (Cr,Fe)₇C₃ carbides on hardfacing alloys, respectively. When 30% CrC is added to the filler, the finest microstructure is achieved, which corresponds to the γ-Fe+(Cr,Fe)₇C₃ eutectic structure. With the addition of 35% and 40% CrC to the fillers, the results show that the cladding consists of the massive primary (Cr,Fe)₇C₃ as the reinforcing phase and interdendritic γ-Fe+(Cr,Fe)₇C₃ eutectics as the matrix. The (Cr,Fe)₇C₃ carbide-reinforced claddings have high hardness and excellent wear resistance under abrasive wear test conditions. Concerning the abrasive wear feature observable on the worn surface, the formation and fraction of massive primary (Cr,Fe)₇C₃ carbides predominates the wear resistance of hardfacing alloys. Abrasive particles result in continuous plastic grooves when the cladding has primary γ-Fe phase in a hypoeutectic structure.     

Microstructure and wear mechanism change by Nb added in slag free self-shielded flux cored wire

Abstract

The iron based hardfacing alloys were produced using slag free self-shielded flux cored wires with varying niobium contents. The results show that NbC acted as the nucleus of primary M₇(C, B)₃ (M?=?Cr, Fe mainly) carbides and decreased the amount of M₇(C,B)₃ carbides when niobium was added into the alloys. When 18?wt-%Fe–Nb (60?wt-%Nb) was added, the microstructure of hardfacing alloy transformed from hypereutectic structure to a eutectic one due to the formation of NbC, which consumed a mass of carbon. The microstructure changed into a hypoeutectic structure when the Fe–Nb content was up to 24?wt-%. With the increase in Fe–Nb content, the main abrasive wear mechanism changed from microcracking to microcutting and microploughing due to the formation of NbC and the reduction of primary M₇(C, B)₃ carbides. The wear loss of the alloy with 18?wt-%Fe–Nb addition was the smallest among all the alloys.     

原位合成(Ti,V)C增强铁基耐磨复合材料的研制

采用激光熔覆技术，通过调节钒含量制备多组Fe-Ti-V-C合金系统. 借助金相、SEM和XRD等分析手段对熔覆层组织和碳化物形貌进行分析. 结果表明，熔覆层中随着钒含量的提高，基体组织由F向F+M转变；颗粒状复合碳化物(Ti,V)C的数量逐渐增多，当加入钒含量超过13.3%时，初生(Ti,V)C形态由颗粒状转变为花瓣状. 此外湿砂磨粒磨损试验表明,适量钒显著改善了熔覆层的耐磨性，当钒含量为13.3%时，大量颗粒状复合碳化物(Ti,V)C均匀弥散分布在铁素体及针状马氏体基体上，使得熔覆层具有最佳的耐磨性.     

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.     

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-Cr-V耐磨堆焊合金

制备了用于埋弧焊药芯焊丝的Fe-Cr-V堆焊合金,其成份(质量分数,%)为c0.9～1.5,Cr 13～15,V 1.0-2.0.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究了其显微组织,并考察V和B4C含量对该堆焊合金性能的影响.Fe-Cr-V堆焊合金的显微组织由铁素体 马氏体 (Cr,Fe)23C6等碳化物组成.电子能谱微区分析显示Cr,V元素晶界含量显著高于晶内,随WC加入量提高,晶界与晶内含量差距增大.由于沿晶界析出碳化钒,这使(Cr,Fe)23C6等晶界碳化物呈条状或断续网状分布,起到耐磨骨架作用,避免了网状形态的强烈脆性.结果表明,其磨粒磨损性能显著优于实心焊丝H25Cr3Mo2MnV堆焊合金.     

硅对自保护明弧堆焊合金Fe-Cr-C-B显微组织及性能的影响

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法在Q235A基体上制备了Fe-Cr-C-B-Si耐磨合金.借助光学显微镜、扫描电镜、X-射线衍射仪和硬度测试等手段研究了以Fe-Si形式加入的硅含量对其组织和性能的影响.结果表明,硅含量显著影响其碳化物形貌、分布及尺寸,具体表现为硅含量提高,随之出现了硬度高达9.75～13.54 GPa的白色团状相,尺寸增大并呈聚集分布；背散射电子扫描图、电子能谱分析和显微硬度测试显示该团状相为双相复合碳化物,其内部为M23C6相,外表则是较低Cr,C元素含量的碳化物.此外湿砂磨粒磨损试验结果表明,适量硅显著改善了明弧堆焊合金的耐磨性,所含M23C6相尺寸和显微硬度明显影响其磨损失重.