纳米CeO2对铁基合金喷焊层组织和耐磨性的影响

采用等离子弧喷焊技术在Q235钢表面喷焊含纳米CeO2的铁基自熔性粉末。对喷焊层进行了显微组织、硬度和耐磨损性能的测试。结果表明,添加和未添加纳米CeO2的铁基合金喷焊层的主要组成相均为γ-（Fe,Ni）和（Cr,Fe）7C3,添加5.0%纳米CeO2的喷焊层中出现了（Cr,Fe）3C2相。此外,加入适量纳米CeO2可细化喷焊层的显微组织,提高喷焊层的硬度和耐磨性,磨损机制由黏着磨损转变为磨粒磨损。     

NiCr-Cr_3C_2/Ni60B等离子喷焊层的组织与性能

采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计等研究了Ni Cr-Cr3C2添加量、喷焊层数对H13钢表面Ni60B等离子喷焊层显微组织与性能的影响。研究表明:随着Ni Cr-Cr3C2添加量增加,喷焊层硬质颗粒相明显增多,组织更加细密和均匀。当添加10%Ni Cr-Cr3C2时,其显微硬度可达基材的4倍以上;喷焊层数增加,喷焊层出现明显的分层现象,且组织也变得不均匀,显微硬度下降;熔合区白色胞状晶粒为部分熔化的残留基材晶粒,柱状树枝晶区为联生结晶和以基材残晶为核心的"包覆结晶"共同作用的结果,与现有研究结果不同;喷焊层主相均为Cr2Ni3、(Ni,Fe)、Fe Ni3、(Fe,C)、Cr23C6,硬质强化相Cr2Ni3、Cr23C6、B2Fe3Ni3、Fe23B等显著提高了喷焊层的力学性能。     

Ni基合金高速火焰喷焊层组织及耐磨性研究

使用QT-E-7/h型喷枪的高速火焰喷焊设备,在45圆钢表面喷焊添加了不同含量Ni包WC的Ni基合金粉末,并对喷焊层的微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能进行研究。研究结果表明:喷焊层微观组织为奥氏体的基体上弥散分布着Fe Ni3,Cr2Ni3,Cr3Si,WC等相;Ni包WC含量在0%~30%范围内时,随着Ni包WC含量的增加,喷焊层显微硬度增加,耐磨性增强;当Ni基合金粉末中Ni包WC含量为27%时,喷焊层表层的显微硬度最高,耐磨性最好,耐磨性较不加Ni包WC提高了约1倍;喷焊层磨损机理以黏着磨损和磨粒磨损为主;当进一步增加Ni包WC含量达到30%时,喷焊层出现宏观裂纹,致使喷焊层无法成形。     

TA1纯钛表面镍基喷焊层的组织和磨损性能

利用等离子喷焊技术在TA1纯钛表面制备了镍基耐磨喷焊层,研究了喷焊层结构、显微组织和显微硬度以及摩擦磨损性能。结果表明:喷焊层由过渡层和强化层组成,焊层与基体间形成了基于原子扩散的冶金结合界面及以树枝晶为主的过渡层。喷焊层的组织主要由γ-Ni固溶体,γ-Ni(Ti)固溶体以及TiC、Cr_7C_3、Ni_3B和TiB_2等硬质相组成。强化层为韧Ni基体+硬质相耐磨组织,硬度(HV_(0.5))在8300~9070 MPa之间,较基体高出7000 MPa。喷焊层主要合金元素的扩散、显微组织变化及显微硬度沿层深方向的分布具有连续性和渐变性。与基材TA1对比试验表明,喷焊镍基合金后摩擦系数降低,耐磨性明显提高,喷焊层磨损面呈轻微的磨粒磨损特征。     

灰口铸铁表面等离子喷焊铁基合金层组织与性能研究

采用等离子喷焊技术在灰口铸铁基体表面制备铁基喷焊层,喷焊两层时,喷焊层金属厚度可达8 mm。通过金相显微镜、X射线衍射仪对喷焊层显微组织进行观察分析,使用维氏显微硬度仪测试喷焊层金属显微硬度。结果表明:喷焊层显微组织主要为珠光体,基体上分布着大量的初生碳化物,初生碳化物多以(Cr,Fe)7C3形式存在。喷焊层硬度可达1 300 HV,是灰口铸铁基体的5倍以上。喷焊两层时,第一层喷焊金属组织中碳化物细化,硬度值降低,第二层喷焊金属受基体金属稀释程度的影响减小,组织更加均匀,硬度变化不大。     

AlN对铁基合金等离子喷焊层组织和摩擦磨损性能的影响

目的 加入AlN提高铁基合金的摩擦磨损性能。方法 采用PTA-400E3-HB等离子喷焊设备在Q235钢表面制备添加AlN的铁基合金喷焊层。通过光学显微镜、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）研究喷焊层的组织和相结构。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机和台阶仪对喷焊层的硬度和摩擦磨损性能进行测试。结果 添加AlN的喷焊层主要物相为α-Fe、γ-Fe和(Fe,Cr)7C3。未添加AlN的喷焊层由等轴晶组成,添加AlN的喷焊层呈现柱状树枝晶,且随AlN量增加,树枝晶组织愈加粗大。添加1%AlN喷焊层的平均显微硬度最高,为(890.1±46.8)HV0.3,比铁基喷焊层的显微硬度高131.6HV0.3;当AlN含量增加,未转变奥氏体量增加,导致喷焊层的硬度降低。加入AlN的喷焊层的摩擦系数均降低,摩擦系数稳定在0.40~0.57之间。当AlN添加量为3%时,喷焊层的磨损形貌最光滑,磨损率为1.15×10-14 m3/(N?m)。添加AlN后,喷焊层的磨损机理从之前的粘着磨损变为磨粒磨损。结论 添加AlN能提高铁基喷焊层的摩擦磨损性能。     

TiC对铁基合金喷焊层组织与性能影响

目的研究不同TiC添加量对铁基合金喷焊层组织与性能的影响。方法采用等离子喷焊技术在Q235表面制备了铁基合金喷焊层,借助X射线衍射分析、金相显微镜、显微硬度计以及磨粒磨损试验设备,分别对喷焊层的物相、显微组织、显微硬度、耐磨性能进行测试。结果未添加TiC的喷焊层主要由马氏体、奥氏体、(Fe,Cr)_7C_3、(Fe,Ni)固溶体等物相组成,加入不同含量的TiC后,出现了TiC、TiB_2等新物相,但各试样的衍射强度均存在相应程度的降低,某些区域的衍射峰甚至消失。随着TiC含量的增加,喷焊层的硬度和耐磨性增加,但硬度和耐磨性能在TiC添加量达到一定程度(w_(TiC)3.0%)时反而降低。当TiC添加量为3%时,喷焊层的组织致密,晶粒细化,TiC弥散分布,其颗粒对喷焊层组织产生了弥散强化和细晶强化作用;显微硬度可达843HV_(0.5),较未添加TiC喷焊层提高了约300HV_(0.5),其相对耐磨性较Q235钢提高了约12倍,显微硬度与耐磨性得到显著提高。结论添加适量的TiC颗粒,可使金属基体与硬质相达到良好匹配,从而确保了喷焊层的高硬度和良好的耐磨性能。     

45钢瓷砖模具表面喷焊强化处理

为提高瓷砖模具的耐磨性和节省原材料,试验研究了45钢表面喷焊覆层强化处理与Cr12MoV钢制模具的抗磨料磨损性能;测试了喷焊覆层与45钢基体的结合强度和焊层的显微组织结构及各组成相的显微硬度,为采用45钢表面喷焊覆层处理替代Cr12MoV模具钢制造瓷砖模具提供了可靠的保证。     

VC对Fe55喷焊层组织及磨损性能的影响

采用等离子喷焊技术在Q235钢表面制备了Fe55合金喷焊层。借助金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机,研究了不同VC添加量下喷焊层的显微组织、物相、硬度变化及磨损性能。结果表明:未添加VC时喷焊层表层组织主要由团状马氏体、奥氏体组成;添加VC后组织转变为针状马氏体+Fe-Cr相,且大量白色颗粒状VC、V_2C和白色块状Cr_7C_3、Cr_(23)C_6等碳化物弥散分布于基体之中,形成韧基体+硬质相组织。随VC含量的增加,喷焊层的硬度及摩擦系数先增加后下降。当VC添加量达10%时,喷焊层的显微硬度最高,较未添加VC时提高了约300 HV0.5,摩擦系数最低,磨损量最小。     

喷焊材料对OCr13Ni4Mo钢表面强化的影响

选用自熔合金粉末Ni60和Ni25B,采用氧－乙炔喷焊技术对0Cr13N4M钢的表面进行强化处理,并对喷焊层的组织、结合强度、硬度及耐磨性进行了研究,结果表明：两种粉末的喷焊层均与基体0Cr13Ni4Mo钢有良好的结合强度;喷焊层的硬度、抗磨损性均高于基体。     

激光重熔及回火对Ni基合金火焰喷焊层组织和性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、X-射线衍射物相分析以及显微硬度测定的方式,分析比较了原始喷焊层和激光重熔喷焊层以及经400℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃和750℃分别进行1 h和3 h回火处理的Ni基合金喷焊层的显微组织、硬度和耐磨性.结果表明:原始喷焊层的组织主要由γ-(Ni,Fe)和硬质相Cr23C6、Cr5B3、NiB、Fe3B、Ni3B、CrB、Fe2B等组成.经激光重熔的喷焊层与原始喷焊层相比,显微组织得到明显细化,而且硬度和耐磨性都有较大提高.激光重熔喷焊层再经600℃×3h回火后硬度值达到最大,耐磨性最好.     

60Si2Mn钢等离子喷焊快速成形组织及性能研究

将等离子喷焊技术与快速成形技术相结合,实现了金属零件的直接成形。研究表明,等离子喷焊技术具有工艺流程少、成形速度快、设备简单等特点;在一定的焊接工艺条件下,喷焊层组织晶粒细小、均匀且晶界明显,喷焊层的显微组织为马氏体和残余奥氏体,类似于60Si2Mn钢淬火后组织,喷焊层显微硬度分布均匀,在590～630HV之间,力学性能好。     

WC对铁基合金喷焊层组织及磨损性能的影响

采用等离子喷焊技术在Q235表面制备铁基合金喷焊层,借助X射线衍射分析、金相显微镜以及摩擦磨损实验,研究一定含量的WC对铁基合金喷焊层组织及磨损性能的影响。结果表明:铁基合金喷焊层主要由α-Fe,γ-Fe,(Fe,Cr)_7C_3和(Fe,Ni)固溶体等物相组成,加入WC后,出现了(Fe,Cr)_(23)C_6,WC,W_2C等新物相。未加入WC的喷焊层出现了疲劳剥落,数量较多、较深且平直的犁沟,表现为粘着磨损和磨料磨损;加入WC后疲劳剥落减弱,犁沟减少,表现为磨料磨损。喷焊层中硬质相的弥散强化作用提高了硬度和耐磨性。     

激光重熔及时效处理对Ni基合金火焰喷焊层组织与性能的影响

本文利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）,研究了Ni基合金火焰喷焊层经激光重熔及不同温度时效处理后的金相组织,并进行了显微硬度和耐磨性的测定。试验结果表明,原始喷焊层主要由γ-（Fe,Ni）固溶体和Cr7C3、CrB、Cr5B3、Cr3C2、Fe3B等硬质相组成,经激光重熔后,喷焊层组织为细小的树枝晶及枝晶间分布的共晶组织,使得表面硬度和耐磨性得到很大提高;重熔喷焊层随后经不同温度时效处理后,其组织中不但二次枝晶出现断开现象,硬质相组成发生了改变,而且表面硬度和耐磨性得到进一步的提高。相比较而言,重熔喷焊层经600℃时效处理6h后,表面硬度和耐磨性最好。     

新型热剪刀片喷焊层组织和性能研究

根据热剪刃服役的综合性能要求，在5Cr5WMoSiV钢表面氧乙炔火焰喷焊Ni-WC金属陶瓷层，测量了焊层各部分显微硬度，研究了焊层的显微组织和性能。结果表明：焊层显微组织为镍基固溶体、弥散分布着块状硬质颗粒相；过渡层为α-Fe固溶体、镍基固溶体、细小的金属间化合物及少量莱氏体；基体组织无明显变化，热影响区内存在一薄层脱碳层。喷焊层与基体有良好的冶金结合。     

等离子喷焊原位生成TiC硬质增强镍基耐磨层组织与性能

通过等离子喷焊NiCrBSi+Ti混合粉末制备TiC硬质增强镍基复合耐磨层,利用OM,SEM,XRD及EDS研究了喷焊层微观组织、物相及元素组成特征,并利用显微硬度仪及磨料磨损试验机对喷焊层显微硬度及耐磨料磨损性能进行测试.结果表明,NiCrBSi+Ti混合粉末喷焊层主要包括由保留有共晶组织形态的(γ-Ni+β_1-Ni_3Si)与过共析组织(α-Fe+FeNi_3)组成的基体相,以及镶嵌于基体中的M_7C_3和M_(23)C_6等硬质相;CrB弥散分布于喷焊层中;原位生成的TiC一部分作为M_7C_3和M_(23)C_6等后析出相的形核核心,一部分以细小颗粒(1μm)弥散于基体中,部分甚至偏聚为大尺寸TiC(1μm)块体.Ti的加入,显著细化了喷焊层组织,Ti添加量为6%时,喷焊层性能最好,显微硬度可达800 HV_(0.5),磨损质量约为14.5 mg,耐磨性为纯NiCrBSi喷焊层的2倍以上.     

等离子弧喷焊镍基合金层组织及耐磨性试验研究

在16Mn钢表面等离子弧喷焊自熔性镍基合金喷焊层（Ni60)及加入w(WC)25％的镍基合金喷焊层（NWC25），对两种合金喷焊层进行了显微组织，X射线衍射分析，硬度及不同腐蚀介质下的腐损试验。结果表明，合金喷焊层显微组织均为γ固溶体基体和各种化合物相，如Fe23(C,B)6,(Cr,Fe)7C3,Cr7C3,NiB,WC等。NWC25喷焊层具有较高的硬度，在腐蚀介质中耐磨性明显高于Ni60，合金喷焊层在弱酸碱介质中的耐磨性比在中性水中都有所降低，在酸性介质中降低较为明显。     

立方氮化硼含量对等离子喷焊层Ni60B+cBN/Ti组织与性能的影响

采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计等研究了cBN含量对Q235钢表面Ni60B+cBN/Ti等离子喷焊层显微组织与性能的影响。结果表明:喷焊层可分为熔合区、中部枝晶区和上部含cBN颗粒区。喷焊层中部枝晶区的主要物相为(Ni,Fe)、FeNi_3、(Fe,C)及富铬碳化物,喷焊层上部含有cBN颗粒区的主要物相为(Ni,Fe)、FeNi_3、NiTi、cBN、Cr B、TiB_2、TiB和CrN。随着cBN含量的增加,喷焊层表面硬质颗粒相增多。喷焊层表面的显微硬度随cBN含量的增加而增大,但cBN含量过多会导致其连接性变差,喷焊层会出现气孔及cBN颗粒脱落现象,从而降低喷焊层的力学性能。     

Ni对铁基合金喷焊层组织与耐蚀性能的影响

借助光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学工作站等设备,研究了Ni对铁基合金等离子喷焊层组织和耐蚀性的影响。结果表明:铁基合金喷焊层主要由γ-(Fe,Ni)、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6碳化物、Cr_2B等相组成;添加Ni,喷焊层物相种类并未发生改变,但奥氏体相增多,喷焊层底部晶粒细化,但显微硬度明显降低;同时,添加Ni后喷焊层的耐酸腐蚀性有一定提高。     

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。