Cr5系堆焊合金碳、铬过渡形式对高温磨损性能影响的研究

在轧辊堆焊复合制造中,为节约贵重碳化物及提高堆焊材料的性价比,在堆焊熔敷金属成分基本保持不变的条件下,利用埋弧堆焊研究药芯焊丝碳、铬不同加入方式对堆焊合金微观组织与性能的影响。通过磨损试样前后硬度、高温拉伸、常温韧性与高温磨损量的量化,结合磨损前后金相组织、扫描电镜等辅助手段分析微观组织、加入方式与耐磨性之间的关系;结果表明:堆焊金属600℃的高温耐磨性能与合金高温强度及硬度呈正比,并随合金韧性的增加耐磨性能提高;直接加石墨和铬粉的药芯焊丝堆焊熔敷金属的耐磨性能优于在焊丝中直接加碳化铬的堆焊熔敷金属。高温磨损是合金氧化、切削、疲劳开裂与剥离等多种因素作用的结果,理想的高温耐磨堆焊材料不仅与采用的堆焊合金系有关,还与堆焊金属的显微组织、抗氧化性能及高温强韧性等因素有关。同时得出改变合金的加入方式是不添加变质剂及外加激振法外,能够促使组织均匀及强化熔敷金属的另一种方式。     

MIG立向下堆焊Inconel 625焊接工艺研究

在某些腐蚀环境下,Inconel 625堆焊层中的铁元素决定其耐腐蚀性能。采用MIG立向下堆焊方式堆焊Inconel625合金,通过调整堆焊工艺参数,研究不同工艺参数变化对堆焊层中铁含量(稀释率)的影响,总结Inconel 625立向下堆焊中降低堆焊层中铁含量的基本规律。试验表明,更快的摆动速度、更长的干伸长度和采用优秀的焊接电源可以有效地降低堆焊层表面铁含量;在相同的焊接工艺情况下,提高送丝速度(增加电流)和相匹配的焊接速度,在堆焊层厚度不变的情况下,堆焊层表面的铁含量变化并不明显。     

P110套管内壁CMT/P堆焊Inconel 625合金的组织及性能研究

针对P110油套管，采用冷金属过渡加脉冲的焊接工艺获得了平整、连续、无缺陷的Inconel 625合金堆焊层。借助体视显微镜、金相显微镜、SEM、EDS、XRD、TEM、碳硫仪等对堆焊层的成分及微观组织进行了分析。堆焊层组织从熔合线到堆焊层顶部依次为柱状晶、树枝晶、等轴晶，基体为Ni的固溶体，其上分布着Laves和MC型碳化物。堆焊层含有从母材扩散来的C、Fe等元素。采用双环电化学动电位再活化方法对堆焊层的耐腐蚀性进行了研究，发现随着C、Fe的扩散会降低其耐晶间腐蚀抗性。通过EBSD还发现，小角度晶界(具有<15o的晶粒取向)和特殊的大角度晶界(Σ≤29)中的Σ3n晶界(低Σ重合点阵, n=1,2,3)的提高，会提高晶间腐蚀耐性。结果表明采用合适的工艺参数进行Inconel 625合金的堆焊，可得出无明显缺陷，成形良好且具有良好耐腐蚀性能的堆焊层。     

手工电弧堆焊金属的显微组织分析

采用CHR207、CHR227和CHR237堆焊焊条,通过手工电弧焊工艺在45钢基体上进行堆焊试验;对获得的不同堆焊金属的显微组织进行了分析,并讨论了合金元素对堆焊层金属显微组织的影响.结果表明,堆焊层金属的显微组织与堆焊焊条的合金成分及含量有关,也与焊条熔敷金属中硬质相的类型、性能及分布等有关;合金元素钼、钒对堆焊金属晶粒的细化作用效果明显.     

激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的组织及力学性能

研究了激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的微观组织及力学性能,结果表明：由于强化相的溶解,热影响区的硬度及强度降低,典型激光熔覆工艺条件下,扫描速度越快,热影响区越窄;熔覆层底部无平面晶组织,熔合区结合致密,化学成分一致,组织过渡平滑,熔覆层内部为枝晶组织,晶间有较多的Laves相,硬度较热影响区高;时效热处理后,热影响区及熔覆层的强度接近原始基材,界面区域力学性能过渡的平滑性改善。     

铁基高铬合金激光熔覆层和堆焊层的组织性能对比

对铁基高铬耐磨合金激光熔覆层和堆焊层的表面成形性、显微组织、硬度、磨损性能、磨损形貌等进行了对比分析.结果表明:激光熔覆层比堆焊层的表面成形好,试样变形小,显微组织均匀细小,稀释率小,平均显微硬度高300 HV左右;回火后耐磨性好,相同条件下磨损质量小50%以上.     

交变磁场对高硬熔覆层组织与性能的影响

为改善高硬激光熔覆层的力学性能,在激光熔覆过程中辅助施加类正弦交变磁场,在Q235A表面制备了高硬合金熔覆层。对熔覆试样进行拉伸和冲击性能测试、断口分析、显微组织观察、物相分析、显微硬度测试以及耐磨性对比分析,研究了交变磁场对熔覆层力学性能和微观组织的影响。研究结果表明：在激光熔覆过程中加载强度为50mT、频率为20Hz的交变磁场时,可使试样的拉伸强度提高约9%,延伸率提高约1%,冲击韧性提高约11%,且拉伸断口出现明显韧窝,材料组织更细化、致密;熔覆层显微硬度随着磁感应强度的增大而增大,但随磁场频率的变化极小;当交变频率为25Hz、磁场振幅为60mT时,熔覆试样磨损失重减小15%。     

自熔性合金粉末氧—乙炔焰喷焊

自熔性合金粉末氧-乙炔焰喷焊,是用氧-乙炔焰为热源,将具有各种特性的合金粉末喷敷到工件表面上的一项新工艺。与喷涂及堆焊相比,金属喷涂的涂层与工件呈机械结合,涂层呈多孔性,而电弧堆焊的焊层与基体材料的冲淡率大,焊层表面不均匀,焊后需机加工时,切削余量较大,浪费材料较多。氧-乙炔焰喷焊则介于喷涂和堆焊之间,既能与喷涂一样使焊层薄而光滑,又如堆焊一样,焊层呈渗透结合,强度较高,且焊层与基材冲淡率基本不存在。只要选择各种不同性能的合金粉末,就能使工件表面达到HB200～     

高效、低稀释率等离子堆焊新技术

国内外现有堆焊方法根据其熔敷速度、稀释率可分为：高效类堆焊方法和低稀率堆焊方法。而人们在追求大熔敷速度的同时总是希望将稀释率控制的尽量小。稀释率越低意味着堆焊层合金成份被母材冲淡的程度越小,其合金纯度也越高,同时节省堆焊材料,堆焊质量也易保证。本项成果针对这一矛盾和难题,研制出粉末等离子堆焊焊抢,较好地解决了熔敷速度和稀释率这对矛盾,克服了当前粉末等离子堆焊技术领域的难关。该项技术具有国际领先水平。主要技术指标：1．熔敷速度≥30kg／h2．稀释率＜5％3．单道最大焊宽≥75mm4．喷嘴寿命 100小时以上5．提…     

第一降温器Inconel 600／Q345镍基复合钢板的焊接

第一降温器壳程筒体的设计材料是Inconel 600/Q345镍基合金复合钢板,焊接技术是制造这台设备的关键。通过分析镍基合金复合钢板的焊接特点,指出镍基合金复合钢板焊接的关键,即基层根部焊接时焊缝金属中不要溶入复层合金成分;复层堆焊后的合金成分应接近或达到焊材熔敷金属的化学成分,从而满足耐蚀要求。     

工艺参数和局部热处理对激光沉积修复GH4169合金拉伸性能的影响

采用Inconel718合金对GH4169合金的损伤试样进行激光沉积修复试验,通过正交试验法优化工艺参数,测试分析不同扫描路径和局部热处理修复试样的显微组织、拉伸性能及显微硬度。结果表明：修复区为柱状枝晶,有Laves相析出;经局部热处理后,修复试样的平均抗拉强度和屈服强度分别提高至锻件的86.8%和98.3%,而且修复区、熔合线区及基体的硬度分布趋于一致。     

碳钢法兰密封面堆焊镍基合金耐蚀层的试验研究

通过对各种焊接工艺条件分析和焊接工艺评定,确定耐蚀堆焊工艺,并得到质量较好的法兰密封面堆焊层。堆焊方案采用钨极氩弧焊,在ASTMA350-LF2碳钢基体上多层堆焊镍基合金ERNicrMo-3（Inconel625）耐蚀层。堆焊层金属与基体结合良好,组织细密,具有较好耐蚀性,并有效地指导了实际生产,保证重点建设工程的顺利实施。     

高耐磨材料涂敷新工艺

本项成果是无缝药芯焊带埋弧堆焊技术的一个发展。采用该项成果为哈尔滨电碳厂堆焊了450mm口径的阀门4件,经检测符合阀门技术标准,投入生产运行效果良好,具有节能节材的经济价值和社会效益。1．效率高：以往采用药芯焊带埋弧堆焊的效率约为20kg／h,而采用该技术最高熔敷效率可达30kg／h以上。2．稀释率低：可使稀释率控制在15％左右,与药芯焊带埋弧堆焊相比降低15％,可降低药芯焊带合金含量。3．合金过渡系数高：可使合金过渡系数达到90％左右。由上可知,采用高耐磨材料涂敷新工艺实现了药芯焊带电渣堆焊技术,提高了熔敷效率;降…     

选区激光熔化成形Inconel625合金的显微组织及力学性能

采用雾化方法制备了Inconel 625合金粉,利用选区激光熔化成形技术将该合金粉直接成形制备了金相、拉伸和冲击试样,研究了其表面残余应力、显微组织及退火前后的力学性能。结果表明:试样表面有少量微裂纹,内部存在少量碳氧夹杂物颗粒,显微组织均匀致密,由单一奥氏体相组成;退火前试样的表面残余拉应力为398 MPa,高于经1 140℃×2h退火处理后试样的(242 MPa),其平均屈服强度、抗拉强度、冲击功、断后伸长率和断面收缩率分别为743 MPa,1 043 MPa,139J,31.4%和49.6%,而退火处理后试样的屈服强度、抗拉强度降低,冲击功、伸长率和断面收缩率有所增加;退火前试样的拉伸和冲击断口均呈韧性断裂特征。     

超临界温度下Inconel 617B的力学行为

针对Inconel 617B合金,分别完成了常温、700℃下单轴拉伸试验和等幅应变疲劳试验。基于漏斗试样有限元辅助测试(Finite-element-analysis Aided Testing,FAT)新方法获得了Inconel 617B合金在两种温度下直至破坏的单轴拉伸真实应力-应变试验关系,给出了材料临界破断应力、破断应变、应力应变描述新方程与参数;研究了两种温度下Inconel 617B合金的循环应力演化行为、循环本构关系、应变幅与寿命关系和超超临界服役温度效应。研究结果表明,超超临界温度使Inconel 617B合金的弹性模量、屈服强度、极限强度、临界破断应力、破断应变和试样颈缩后漏斗根部横截面中心点应力三轴度等力学性能降低显著;提出的真实应力-应变关系新方程对FAT获得的结果曲线描述良好;有限元辅助分析得出,试样漏斗根部横截面中心的应力三轴度最大,700℃下破断时最大应力三轴度远低于常温结果;Inconel617B合金在两种温度下均表现出明显的循环硬化特征,超超临界温度使得Inconel 617B合金的循环稳定寿命比例明显减小、抗疲劳性能显著降低;Manson-Coffin模型可良好描述两种温度下Inconel 617B合金的低周疲劳试验寿命结果。     

21／4Cr—1Mo不锈钢带极堆焊工艺研究及应用

通过对加氢裂化高压换热器管板的焊制,研究了堆焊规范对堆焊层的表面质量、熔入度、稀释率、熔敷金属韧性、铁素体体含量的影响,并分析了热处理工艺对堆焊层性能的影响。试验结果表明:双复层带极埋弧自动堆焊耐蚀效果最佳。     

G112合金激光熔覆层与A3钢基材间结合强度的研究

用大功率激光器在A₃钢表面涂敷一层具有优异性能的G112合金层。其结合强度是评价熔覆层质量的关键指标。本文主要试验研究了激光熔覆层与基材间的结合强度。结果表明,G112合金激光熔覆层与A₃钢基材间冶金结合强度高于熔覆层的抗拉强度,其抗拉强度大于90MN/m²。     

D207堆焊工艺及性能研究

采用D207焊条用手工电弧焊在45号钢基体材料上进行堆焊试验,对堆焊层的金相显微组织进行了分析,对堆焊熔敷金属的硬度和磨损性能进行了测试。结果表明：采用D207焊条堆焊后,其熔敷金属层的硬度与耐磨性能均高于基体材料,大大提升了基体材料的各项性能,可用于45号钢零部件的修复。     

带极堆焊及其应用

带极堆焊是一种高效率的适合于大面积堆焊的新工艺。是由一卷带状电极垂直送到需要堆焊的表面,带极象焊丝一样从专门的盘上松开通过圆柱形滚轮输送到自动焊接机头上,电弧的前后都加了一层熔剂层。这种焊接方法有下列一些特点: 1.可进行大电流,大熔敷量的焊接,特别在大面积堆焊时,熔敷速度比丝极堆焊提高2～3倍;     

激光熔覆铁基合金涂层拉伸强度和低周疲劳行为研究

利用5 k W横流CO2激光器在Q235基材表面熔覆两种不同的铁基合金粉末,一种是使用有机物包覆的铁基合金粉末,另一种是纯铁基合金粉末。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉伸疲劳试验机分别分析了熔覆层的显微组织、物相组成、拉伸强度和疲劳强度。试验结果表明,使用有机物包覆的激光熔覆层组织致密度较高且晶粒细小均匀,组织中气孔明显减少;添加有机物包覆的激光熔覆层拉伸强度提高了16%且有效降低了合金元素的氧化烧损。