冷却速度对Fe-C-Cr-V系堆焊合金硬度的影响

制作了四种不同合金配比的焊条进行堆焊试验,并控制冷却速度,通过分析试样的组织、合金元素含量及硬度,得出结论:以Cr为主要添加元素的堆焊合金硬度受冷却速度的影响较大,冷却速度过快会导致硬度的降低,而以V为主要添加元素的堆焊合金硬度几乎不受冷却速度的影响.     

中碳Fe-Cr-C堆焊合金成分设计与热处理工艺优化

为了改善堆焊再制造后中碳Fe-Cr-C合金部件的综合使用性能,采用Thermo-Calc计算软件研究了微合金化元素Ni,Mn和V对堆焊合金相析出的影响,在调控成分的基础上,制备了新型中碳Fe-Cr-C合金药芯焊丝;将所获得的堆焊试样在不同温度、不同保温时间条件下进行回火处理,结合回火试样的显微组织和硬度,确定最优的热处理工艺方案. 结果表明,合金元素Ni和Mn可以扩大堆焊合金的奥氏体相区,改善其韧性,而合金元素V可以促使MC型碳化物析出,提高其硬度及耐磨性;新型堆焊合金在480 ℃保温2 h后不仅具有最高的硬度,而且抗回火性能最强.     

多层熔敷堆焊各区域组织及性能研究

利用Fe基药芯焊丝对失效的5CrNiMo模具进行多层堆焊修复,之后对堆焊试样进行空冷处理。利用显微观察及硬度分析方法研究了各层堆焊合金的显微组织形貌及显微硬度分布。结果表明:焊后空冷处理条件下各层显微组织形貌及硬度分布差异较大,堆焊合金由第一层到第三层细小的板条回火马氏体逐渐减少,粗大的板条回火马氏体逐渐增多,最外表层堆焊合金组织主要为粗大的片状马氏体,同时堆焊合金的显微硬度由第一层到外表层逐渐升高,出现梯度分布,最外层堆焊合金显微硬度平均值达到了540 HV。堆焊时后层堆焊对前层进行了高温回火是各层显微组织及硬度分布出现差异的主要原因。     

等离子弧熔覆Fe-Cr-Ti-C合金堆焊层的性能分析

采用等离子堆焊技术制备了不同Cr、Ti含量的Fe-Cr-Ti-C堆焊合金试样,借助于扫描电子显微镜、洛氏硬度计、湿砂磨损试验机等设备进行检测和试验,研究了Cr、Ti含量对合金硬度和耐磨性的影响。结果表明,等离子弧熔覆Fe-Cr-Ti-C堆焊合金可显著提高堆焊层的硬度和耐磨性。当Cr元素添加量为19.98%,Ti元素添加量为4.5%时,堆焊层的硬度和耐磨性达到最佳。     

多元合金铁基堆焊层的回火稳定性

对多元合金铁基堆焊层的焊态试样进行不同条件下的回火后处理，研究了该堆焊层的回火稳定性。结果表明，多元合金铁基堆焊层经560℃保温4h回火后，堆焊层硬度达HRC57；经700℃←→17℃急冷急热重复循环150次后，堆焊层硬度达HRC43，具有较高的回火稳定性及“二次硬化”现象。     

焊后处理对45钢基体模具堆焊层组织及力学性能的影响

在45钢基体上进行了堆焊试验,并将堆焊后的试样分别进行了直接空冷和焊后回火处理,研究了这两种焊层的显微组织、硬度以及耐磨性能.试验研究结果表明:堆焊后空冷试样的显微组织为粗大的板条状马氏体和大量残留奥氏体;堆焊后进行500～550℃回火处理,试样焊层的显微组织主要是细小托氏体和少量残留奥氏体.堆焊后回火处理试样的硬度比直接空冷试样的硬度低10％,邻近熔合区的基体硬度有所提高,熔合区硬度梯度减小,有利于改善堆焊层的韧性;焊后回火处理的试样的耐磨性比直接空冷试样的耐磨性提高35％.     

回火处理对铁基多元合金堆焊层硬度的影响

对铁基多元合金堆焊层进行了不同工艺的回火处理,以探明回火处理对该堆焊层硬度的影响。结果表明,在400℃以下温度回火时,堆焊层硬度变化不明显;而在400℃以上回火,则随着回火温度的升高,其硬度先升高后降低。堆焊层经500℃保温2 h回火后可获得较高的硬度。     

W对Fe-Cr-Mo-W-V热锻模具堆焊合金组织与性能的影响

针对热锻模具工作条件及其失效形式,采用药芯焊丝气体保护堆焊方法制备Fe-Cr-Mo-W-V系热锻模具堆焊合金,采用金相组织观察、硬度测试、回火热处理、抗热疲劳裂纹和力学性能等多种试验方法,分析了W含量对堆焊合金显微组织、焊态硬度、热稳定性、热疲劳性能以及力学性能的影响。结果表明:Fe-Cr-Mo-W-V系堆焊合金的显微组织由板条马氏体+残余奥氏体组成。随着W含量的增加,堆焊合金焊态及550℃回火处理后所对应的硬度值逐渐增加,随着热处理时间的延长,堆焊层硬度逐步降低并趋于平缓。随着堆焊合金中W元素的增加,堆焊合金抗热疲劳裂纹性能逐渐降低,Fe-Cr-Mo-W-V系堆焊合金的抗拉强度略高于国外焊接材料Weld Mold 9650,断后伸长率略低于焊接材料Weld Mold 9650。     

热处理工艺对含Y过共晶Fe-Cr-C堆焊合金组织与耐磨性的影响

制备含Y过共晶Fe-Cr-C堆焊合金,采用不同的热处理工艺,得到了不同基体的过共晶Fe-Cr-C合金。采用光学显微镜对其组织进行了观察,采用X射线衍射仪对其相结构进行了分析,采用硬度计、摩擦磨损试验机对其硬度和耐磨性进行了测定,采用扫描电镜对磨损形貌进行观察。结果表明,4种合金组织都是主要由初生碳化物以及共晶组织构成。焊态时,基体为奥氏体+部分马氏体;950℃退火后,基体为铁素体;950℃淬火后,基体为马氏体+残留奥氏体;450℃回火后,基体为回火马氏体+残留奥氏体。合金的硬度和耐磨性变化随基体组织的变化而变化,950℃退火试样硬度最低、耐磨性最差,950℃淬火试样硬度最高、耐磨性最好,450℃回火试样抗开裂性能较好。过共晶Fe-Cr-C堆焊合金的磨损机制主要是微切削和微犁削。     

热处理对Inconel625/X90堆焊层组织及性能的影响

目的研究不同固溶温度对堆焊层组织及力学性能的影响规律。方法对Inconel625堆焊层分别进行850、910、980℃的固溶处理,采用金相显微镜、SEM、EDS进行显微组织观察及堆焊层元素分析,并测试其硬度。结果堆焊熔合线附近出现魏氏组织和马氏体层,且合金元素含量迥异,在基材和熔敷金属之间形成较高的浓度差,使硬度分布极不均匀,经不同热处理后,魏氏组织得以消除,马氏体层也随着温度的增加而逐渐消失,合金元素的分布变均匀。850℃固溶处理后,敷材扩散区的Ni、Cr和Fe质量分数分别为36.14%、28.31%和18.27%,相比于堆焊态,合金元素发生了较大扩散;980℃固溶处理时,合金元素的分布最均匀,相对于堆焊态合金元素的含量,Ni含量下降约16.27%,Cr含量下降约8.32%,Fe含量上升约37.76%。未处理时的硬度从敷材至基材呈先下降、后升高的V型趋势,经850℃和980℃固溶处理后,试样硬度趋于均匀,热影响区硬度比未处理的有明显提高,分别提高24HV和32HV。结论热处理后,堆焊层的组织及元素分布变均匀,硬度分布曲线趋于直线,并随固溶温度的升高,各区元素含量的波动逐渐减小,元素分析曲线过渡平滑,晶粒度逐渐增大。     

回火焊道对核电低合金钢表面镍基堆焊层热影响区性能的影响

采用钨极氩弧焊焊接方法在核电用16MND5低合金钢表面进行690镍基焊丝堆焊,分别堆焊1层和利用回火焊道方法堆焊3层,研究回火焊道对堆焊层热影响区的硬度、组织和冲击韧性的影响。结果表明:回火焊道产生的回火效应可有效降低合金钢镍基堆焊层热影响区的硬度至可接受硬度范围320HV10以下,堆焊层热影响区的冲击韧性提高27%以上,均值达到163J/cm2,热影响区板条状组织得到有效回复,获得满足RCC-M标准要求的低合金钢焊接热影响区硬度和冲击韧性指标。研究表明利用回火焊道技术可实现低合金钢镍基堆焊免除高温回火热处理。     

光束反应合成碳化物增强的镍基合金堆焊层

以镍基合金粉Ni35、铬粉和石墨为堆焊材料,用光束反应合成的方法制备了碳化物增强的镍基合金堆焊层,研究了堆焊材料组成对堆焊层显微组织及宏观硬度的影响规律.结果表明,在镍基合金粉中加入铬粉和石墨,堆焊层中析出了一次碳化物,可显著提高堆焊层的宏观硬度;随铬粉和石墨加入量的增加,堆焊层中一次碳化物的析出量随之增加,堆焊层的宏观硬度相应提高,最高可达62 HRC,是镍基合金粉光束堆焊层的2.8倍;但加入过多的铬粉和石墨将恶化堆焊层的成形.     

钴对马氏体时效不锈钢模具堆焊焊丝堆焊层性能的影响

针对我国热作模具堆焊修复材料的缺乏和性能的不足,开展了马氏体时效不锈钢热作模具CO2气体保护焊金属粉芯堆焊焊丝的研究工作。通过改变Co元素的含量,研究了Co元素对所研制焊丝堆焊合金的硬度、时效行为、红硬性、显微组织和时效析出相的影响。结果表明,Co元素有利于焊后堆焊合金由奥氏体向马氏体转变,当w(Co)≥2%时堆焊合金为全马氏体组织;随着堆焊合金中Co元素含量增加,堆焊层的焊态硬度、时效态硬度和红硬性提高。     

超高硬度堆焊材料的硬度及耐磨性

通过在堆敷合金系统中添加多种强碳化物形成元素，在焊接热循环作用下或随后的回火过程中以弥散碳化物形式析出。弥散碳化物的析出既可以在强化堆敷金属的同时，提高堆敷层抗磨损的能力，又可以降低基体组织中的碳含量，增加基体的韧性。利用上述思想，以C、Cr、Mo、W、V作为基础合金系统，采用二次旋转回归设计方法设计试验方案，建立了超高硬度堆敷金属的硬度、耐磨性与合金元素间的数学模型，并研究了药芯焊丝中合金元素对堆敷金属硬度及耐磨性的定量影响规律。     

冷堆焊高硬度耐磨复合合金

运用正交试验法,试验测定了不同成分的熔炼焊剂与不同合金含量的陶质焊剂复合堆焊时,堆敷金属的主要成分、含量及渣系对堆焊层硬度与韧性的影响规律,探讨了其中各种合金元素的合适含量及比例、复合变质剂和活性剂的含量及影响、渣系的合理调整等,找出了陶质焊剂的最佳配方及合适的熔炼焊剂,并检测了其堆敷金属的硬度、耐磨性能、抗裂性能和金相组织,最终研制出了一种冷焊不裂、抗磨损性能不减、焊层硬度达ＨＲＣ６０的高硬度、     

球铁的微束等离子弧精密堆焊

本研究旨在开发一种能获得极薄层的堆焊方法。此法以等离予弧作为热源,在金属表面上涂敷一层WC 粉末,进行熔化堆焊.并借助于电子探针、扫描电镜及常规试验装置对堆焊熔化层的化学成分,金相组织及性能(包括硬度、抗回火性、耐磨性,耐蚀性)进行了测试。结果表明,应用此法球铁堆焊层具有良好的性能。     

合金溜槽堆焊焊条设计及组织分析

设计了一种合金溜槽堆焊用焊条，利用SEM对堆焊层精细组织进行了观察分析，利用X射线衍射仪对堆焊层的相组成物进行了测定。试验结果表明：焊后的堆焊层组织为马氏体 碳化物 残余奥氏体。经过热处理后，堆焊层中残余奥氏体的量明显减少，碳化物进一步析出，使得堆焊层的硬度比焊态下有了较大的提高。