铸钢基体锻模失效前后铸钢基体的组织和性能

利用Olympus光学显微镜、扫描电镜(SEM)、落锤冲击试验机和电子万能试验机,分析了某低合金铸钢基体堆焊制造锻模失效前后低合金铸钢基体的组织和性能。锻模工作过程中铸钢基体经受热循环和应力循环,铸钢基体出现软化。金相显微组织及冲击断口扫描结果表明,失效前后低合金铸钢基体显微组织均为回火索氏体,表面未见到显微裂纹;失效后冲击断口出现了明显断裂特征。力学性能测试结果表明,失效后铸钢基体抗拉强度、屈服强度、伸长率及断面收缩率均有所降低,抗拉强度和屈服强度下降比例分别为8.62%和10.63%。     

铸钢基体双金属堆焊热锻模温度场及其对硬度的影响

工作温度对热锻模的寿命有很大影响,热锻模的失效与其所受热负荷密切相关。通过Deform-3D模拟得到了铸钢基体堆焊模具连续工作状态下的温度分布规律。利用HDX-100数字式显微硬度计检测了该模具服役前后各层的硬度变化。结果表明,锻模连续工作时表层温度范围为550~650 ℃,服役前后硬度变化明显,最大降幅约为250 HV0.5;近表层温度范围为470~550 ℃,服役前后硬度降幅约为40 HV0.5;基体区连续工作时处于315 ℃左右恒温,对该区材料服役前后的硬度影响不大。     

双金属层堆焊法制备铸钢基体大型锻模

采用在铸钢基体上堆焊双金属层（过渡层和强化层）的方法设计与制造大型或超大型模锻液压机锻模。用MDS金相显微镜、SEM电子扫描显微镜、显微硬度测和试落锤冲击实验技术对铸钢ZG310-570双层堆焊试样进行了分析。结果表明,过渡层中含有的大量细小针状铁素体能提高模具韧性并改善强度,防止裂纹产生,并且有效地将表面强化层与铸钢基体层结合在一起,使整个试样的力学性能、硬度等呈逐步提高趋势,使过渡层具有良好的塑韧性。将该方法运用到40 MN热模锻压机用锻模的实际生产中,成功生产合格锻件7166件,模具寿命提高50％,成本降低20％。     

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％.     

Q235钢基体上堆焊金属的组织和硬度分析

采用焊条电弧焊工艺方法,选用CHR322堆焊焊条在Q235钢基体上以不同的焊接电流进行了堆焊试验.对堆焊熔敷金属的显微组织进行了分析,测试了堆焊熔敷金属的显微硬度,并讨论了焊接线能量在堆焊层金属显微组织的形成中起的作用以及对堆焊金属硬度的影响.结果表明,堆焊金属的显微硬度分布取决于其显微组织i焊接线能量的大小显微组织的形成有影响.     

焊后热处理对Q235钢熔覆层组织和耐磨性的影响

利用药芯焊丝对Q235钢进行堆焊,堆焊后分别采取直接空冷和焊后450℃×3h回火处理,并对回火前后熔合线两侧的热影响区和熔覆层进行了显微组织、显微硬度梯度以及熔覆层的耐磨性能试验。试验结果表明:焊后空冷条件下,靠近熔合线的热影响区存在大量的魏氏组织,熔覆层为粗大的片状马氏体和大量残余奥氏体,且基体与熔覆层显微硬度梯度较大;堆焊后经回火处理,热影响区的魏氏组织基本消失,熔覆层组织转变为回火屈氏体+少量残余奥氏体,硬度较高,耐磨性较好,相比焊后空冷熔覆层的耐磨性提高约24%,同时基体与熔覆层间的最大显微硬度梯度值减小了约70HV。     

基于45钢基体梯度堆焊工艺熔合区组织及硬度梯度分析

利用C-Cr-Mo-Ni系焊材1和Cr-Mo-Ni-W-V系焊材2在45钢基体上进行堆焊试验,对比分析了基体+焊材1、基体+焊材2及基体+焊材1+焊材2熔合区组织及硬度梯度分布。结果表明:以45钢为基体进行堆焊时,焊材1比焊材2更有利于组织和硬度的合理过渡,改善靠近熔合区的脱碳及增碳现象,降低热影响区的粗晶脆化程度,有利于防止基体开裂及耐磨层剥落,同时焊材2比焊材1硬度高,能够提高熔敷层的耐磨性;以45钢为基体,焊材1为过渡层,焊材2为耐磨层,能够使基体到耐磨层组织及硬度平稳过渡,改善基体与过渡层的结合性能,提高堆焊模具的表面硬度。     

D227、D237焊条堆焊金属组织及显微硬度研究

分别采用D227和D237两种堆焊焊条,在45号钢基体上进行了焊条电弧焊堆焊试验.分析了在相同焊接条件下获得的堆焊层金属的显微组织和显微硬度,讨论了合金元素对堆焊层金属显微组织及显微硬度的影响.研究表明,堆焊金属与基体金属具有良好的冶金结合,第一层堆焊金属受基体金属的稀释程度影响明显,界面处金属过渡层的宽度因焊条种类的不同而异;各层堆焊金属中合金元素Cr、Mo、V含量随堆焊层数的增加而提高,堆焊金属的显微组织及显微硬度与堆焊焊条合金元素的含量有关,与其硬质相的类型、性能及分布等有关.     

5CrNiMo模具钢堆焊过渡层+强化层材料的组织和力学性能研究

采用药芯焊丝在5CrNiMo模具钢基体上进行堆焊试验,对直接堆焊强化层材料和堆焊过渡层+强化层材料时各堆焊界面的组织,显微硬度,堆焊试样力学性能,熔合区化学成分进行了对比分析。结果表明:堆焊过渡层能有效改善基体、过渡层及强化层堆焊界面的显微组织;形成一个新的二级硬度梯度,使基体到强化层金属的过大硬度梯度得到明显减缓,实现了组织、硬度与合金元素的合理过渡。堆焊试样的抗拉强度得到明显提高。     

CHR焊条堆焊金属显微组织与显微硬度分析

采用焊条电弧堆焊技术,以不同的焊接工艺参数,选用堆焊焊条CHR132在45#钢基体上进行多层堆焊试验.采用光学显微镜观察分析了堆焊金属显微组织,利用硬度测试仪测试了堆焊金属的硬度,讨论了焊接线能量对堆焊层金属显微组织的形成、硬度的影响.研究结果表明:堆焊金属的显微组织和显微硬度不仅与堆焊工艺参数有关,且与硬质相的类型、性能、数量、分布等有关.     

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。     

淬火温度对高硼铸钢显微组织和硬度的影响

研究淬火温度对含碳量小于0.4%和含硼量小于2.0%的高硼铸钢显微组织和硬度的影响.高硼铸钢铸态基体组织由珠光体和铁素体组成.淬火处理后,硼化物数量变化不明显,随着淬火温度升高,基体显微硬度和试样宏观硬度提高,淬火温度超过1000℃后,硬度略有降低.在900～1100℃内淬火,都可获得强韧性好的板条马氏体基体组织.高硼铸钢中的硼化物显微硬度超过1500HV,由Fe2B和少量FeB组成.     

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。     

焊后热处理对低合金铸钢熔合区组织及硬度的影响

以45低合金铸钢为基体,研究了堆焊后热处理对铸钢熔合区组织及硬度的影响。结果表明,焊后经500~550 ℃回火处理,铸钢熔合区组织和硬度的过渡良好,并且能改善近熔合区的基体脱碳及焊层处的增碳现象,降低热影响区的粗晶脆化程度,减小相变应力和热应力,有利于防止基体开裂及耐磨层剥落。     

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。     

焊条电弧焊堆焊金属组织及其性能分析

采用CHR172堆焊焊条,以焊条电弧焊工艺在基体材料45钢上进行了堆焊.分析了不同焊接条件下获得的热影响区与堆焊层熔敷金属的显微组织和显微硬度,讨论了焊接热输入、合金元素对堆焊层熔敷金属显微组织及显微硬度的影响.研究结果表明,堆焊层金属的显微组织和显微硬度不但与焊接热输入的大小有关,而且与采用堆焊焊条中的合金成分及含量、形成的硬质颗粒的类型、硬质颗粒与基体组织结合性能以及硬质颗粒的分布等有关.     

热作模具H13钢表面激光堆焊类高速钢的实验研究

研究韧性较高的热作模具H13钢表面上通过激光合金堆焊的方法直接复合类高速钢金属。采用专用合金焊丝，利用自动送丝系统通过激光堆焊的方法在基体材料上获得2～3mm的高硬、高耐磨的合金堆焊层，利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度仪对堆焊层进行显微组织分析和硬度测试。结果表明：堆焊层形成了高硬的碳化物，且堆焊层与基体之间具有良好的冶金结合，堆焊层的平均硬度达922HV。     

核电安全端Inconel 690合金堆焊层界面微观组织及力学性能研究

Inconel690镍基合金因其优异的抗晶间腐蚀能力而常应用于压水堆核电蒸汽发生器的管板堆焊隔离层。采用热丝TIG堆焊的方法在核电用SA508Gr.3Cl.2低合金钢表面堆焊Inconel 690镍基合金隔离层,并在焊后进行等温热处理以消除残余应力。采用OM、SEM、XRD对堆焊层和基体金属进行了组织表征,并对堆焊层和母材进行冲击韧性、硬度及拉伸性能进行测试和分析。研究结果表明,堆焊层组织在室温下的抗拉强度达到541.4 MPa,断后伸长率达到39.89%,基体低碳钢的抗拉强度为687.3 MPa,伸长率为20.8%。通过显微硬度测试得出堆焊层奥氏体组织平均硬度为140.8 HV,低于母材的159.5 HV。Inconel690堆焊层晶界附近析出的M_(23)C_6、NbC以及Ti C等碳化物相可对晶界产生钉扎作用,其在界面上的分布状态对提升堆焊层的高温力学性能和服役安全具有重要意义。     

等离子堆焊Q235电解打壳锤头的组织和性能

采用等离子堆焊技术在Q235铝电解打壳锤头表面堆焊F40合金粉末熔覆层。利用扫描电镜、能谱仪和显微硬度计等分析等离子堆焊层的微观组织、微区成分和硬度分布。利用磨擦磨损仪对试样进行耐磨性测试,通过恒电位法评估堆焊层和基体的耐蚀性能。结果表明,堆焊层与基体形成了良好的冶金结合,堆焊层为典型的柱状晶组织。等离子堆焊层平均显微硬度为444HV0.1,为基体的2倍;耐磨性为基体的1.6倍;腐蚀速率Rcorr为3.524×10-4 mm/a,为基体的1/(4.2×104)。等离子堆焊后Q235钢材料的耐磨性、硬度和耐腐蚀性均有显著提高,有望提高电解铝打壳锤头的耐磨耐蚀性能。     

認真推广用堆焊方法制造锻模的经验

机械工业利用铸造堆焊方法制造刀具和一般模具已经有四五年了。利用价格比较便宜的铸钢作模体,以特殊焊条堆焊刃口或工作面,用来代替贵重合金钢整体锻造的刀具和模具,已经积累了相当多的经验。我们已掌握了模体金属的铸造工艺、若干种专用焊条的制造和使用,以及锻模的堆焊工艺。1956年曾经在北京召开锻模堆焊会议,比较系统地交流了经验。几年来,许多工厂都先后试验与采用用堆焊方