高铬铸铁芯焊条堆焊层组织分析

基于焊芯过渡合金元素的技术思路,研制了高铬合金铸铁同质堆焊焊条．分析了不同药皮堆焊焊条的堆焊层组织及性能,定量表征了合金元素的过渡系数．结果表明,通过焊芯过渡合金元素的高铬合金铸铁堆焊焊条可获得组织和性能均匀的堆焊层．合金过渡系数高于85％．碱性药皮堆焊焊条堆焊层为亚共晶成分高铬合金铸铁,组织由奥氏体γ＋马氏体M＋碳化物Cr7C3组成．堆焊层硬度为44．5～56．5HRC．碱性石墨化型药皮堆焊焊条堆焊层组织由初生碳化物Cr7C3＋马氏体M＋碳化物Fe7C3＋少量石墨G组成,堆焊层硬度可达59～67HRC．     

Nb/Ti对过共晶高铬铸铁组织及性能影响

研究了Nb和Ti对过共晶高铬铸铁显微组织和力学性能的影响。结果表明,Nb既不能细化初生碳化物,也不能细化共晶碳化物;随着Ti含量的增加,初生M_7C_3碳化物和共晶碳化物都具有明显的细化特征。组织中的初生碳化物和共晶碳化物的硬度随着Ti含量增加而增加,冲击韧度变化不大。高铬铸铁的耐磨性能随着Ti含量的增加而增加。     

含碳量对过共晶高铬铸铁显微组织与耐磨性的影响

通过显微组织观察、图像分析仪定量金相测定,力学性能测试,低应力湿态磨料磨损试验,研究了碳对含33.5%Cr的过共晶高铬铸铁的影响。结果表明,过共晶高铬铸铁显微组织主要特征是含有较大尺寸的六边形和杆状M7C3型初生碳化物。并且随着含C量的升高,过共晶高铬铸铁组织中的初生碳化物逐渐变得粗大,初生碳化物和碳化物总体积分数增加。随着含碳量的增加,过共晶高铬铸铁硬度逐渐升高。含4.80%C的高铬铸铁硬度最高,达到HRC65.5。但随着含碳量的增加,高铬铸铁的冲击韧度逐渐下降。在40 N、70 N、100 N载荷下,随着含C量的增加,过共晶高铬铸铁的耐磨损性能提高。在40 N、70 N和100 N载荷下,含4.80%C的高铬铸铁的耐磨性分别比含3.86%C的高铬铸铁提高了26.1%、24.5%和24.1%。在含碳量相同的情况下,重载荷下高铬铸铁的耐磨性能下降。随着载荷的增加,高含碳量高铬铸铁的耐磨性优势逐渐下降。与含23%Cr的过共晶高铬铸铁相比,含C量分别为3.86%、4.13%、4.65%和4.80%的含33.5%Cr的过共晶高铬铸铁耐磨性分别提高了42.9%、52.0%、54.6%、56.6%。     

离心铸造气门座圈用高铬铸铁的组织及性能研究

根据气门座圈的生产和使用要求,研究了一种成分的离心铸造高铬铸铁铸态和回火态的组织和性能。结果表明,离心铸造的高铬铸铁其铸态组织由初生奥氏体、共晶奥氏体和共晶碳化物组成,回火态组织由回火马氏体、残余奥氏体和共晶碳化物组成;热处理后的高铬铸铁消除了内应力,减小了晶格畸变,具有较好的强度,并且有一定的硬度。离心铸造高铬铸铁气门座圈能满足大功率内燃机的使用要求。     

V和Ti对过共晶高铬铸铁组织和性能的影响

研究了Ti和V对过共晶高铬铸铁(25.0%Cr,3.5%C)显微组织和力学性能的影响。结果表明,V只能细化共晶碳化物;随着Ti含量的增加,初生M_7C_3碳化物和共晶碳化物都具有明显的细化特征。组织中的初生碳化物和共晶碳化物的硬度随着Ti含量增加而增加,冲击韧度有一定提升。高铬铸铁的耐磨性能随着Ti含量的增加而增加。     

堆焊-热轧制备高铬铸铁/低碳钢耐磨复合板性能研究

利用高铬铸铁焊条对碳钢板表面进行堆焊,经过对称组坯后分别采用15%,25%,30%的压下率在四辊轧机上进行多道次包覆热轧。采用扫描电镜和能谱点扫描、线扫描等方法对复合材料的结合界面和高铬铸铁层情况进行微观组织观察,并研究热轧对复合板力学性能的影响。实验结果表明,复合板经过热轧后板形良好,高铬铸铁与低碳钢实现热塑性变形;原堆焊结合界面处的裂纹和空隙缺陷被消除且出现了无碳化物区域和组织共生现象,剪切强度提高;热轧使得使堆焊高铬铸铁层的共晶碳化物链网状被打碎,碳化物弥散分布。     

淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响

利用光学显微镜、洛氏硬度计等研究了不同淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响。结果表明:铸态Cr26高铬铸铁组织主要由初生奥氏体和碳化物组成。经980~1060 ℃不同温度淬火、空冷后,高铬铸铁组织中有大量二次碳化物析出。随着淬火温度的升高,析出的二次碳化物先增加后减少,试样硬度先升高后降低。1020 ℃淬火试样硬度达到峰值,为65.7 HRC。1020 ℃淬火高铬铸铁,经空淬、油淬和水淬不同方式冷却,随着冷却速度的增大,高铬铸铁组织中碳化物颗粒、碳化物比例逐渐增大,硬度逐渐增大,其中水淬高铬铸铁试样硬度最大,达到68.2 HRC。     

高铬铸铁耐磨堆焊埋弧药芯焊丝研究

采用自动埋弧堆焊对高铬铸铁埋弧药芯焊丝堆焊合金的组织及耐磨性进行试验,研究Cr/C对堆焊层的组织和耐磨性的影响.研究发现,Cr/C增加,初生碳化物形状越来越规则,初生碳化物的杆状纤维增长,增加堆焊层的韧性.初生碳化物微区Cr含量增加,增加初生碳化物显微硬度.Cr/C与初生碳化物面积分数对耐磨性的影响比较明显,其中初生碳化物面积分数与耐磨性呈线性关系.高铬铸铁堆焊层的耐磨性受到基体组织影响较大,由奥氏体及其分解产物构成的混合基体的堆焊层耐磨性最大.文中所研究的41#、43#、45#焊丝其堆焊层的耐磨性非常好,相对Q235钢的耐磨性分别为β41=27.1716、β43=18.6305和β45=19.7949.文中进一步探讨了耐磨堆焊层磨损过程中的孔洞效应及裂纹扩张效应.     

高铬铸铁型堆焊自保护药芯焊丝的研制

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其组织性能进行了分析,结果表明:堆焊金属显微组织主要为马氏体+残余奥氏体+M7C3型碳化物,堆焊金属硬度随石墨加入量的增加而增加,当加入w(石墨)15％时,堆焊金属硬度开始下降;药芯中加入w(钼铁)2％,堆焊金属硬度从HRC62.7提高到HRC63.5;初生碳化物主要沿堆焊层向母材...     

高铬白口铸铁中碳当量对抗磨性能的影响

高铬白口铸铁的共晶显微组织与普通白口铸铁的共晶组织不同,其中不连续的条块状共晶铁、铬碳化物M7C3占25%左右,与富铬的二次碳化物位于金属基体奥氏体或其转变产物中,而后者的M3C碳化物能占到48%,可看作渗硫体基体或海锦状渗碳体,里面镶嵌奥氏体转变产物,所以共晶型高铬白口铸铁的韧性比普通共晶型白口铸铁好,共晶组织中碳化物的短小空间对共晶奥氏体基体起到良好的保护作用,在高应力磨料磨损条件下,过共晶高铬白口铸铁中的大块状初生M7C3碳化物能很好地抵抗磨粒对抗磨件施加的法向压力和切向剪切力,不易断裂,故而抗磨性能较好.     

碳化铬/Ni3Al复合堆焊层组织及摩擦磨损分析

采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针及X射线衍射分析钨极氩弧堆焊碳化铬增强Ni3Al基复合堆焊层的组织结构,并采用销盘式干摩擦磨损试验机对堆焊层与活塞环用蠕墨铸铁材料的干摩擦磨损性能进行试验比较.结果表明,复合堆焊层内形成Ni3Al金属间化合物基体,其中弥散分布有大量细小的块状和条状碳化物硬质相Cr3C2和Cr7C3;焊接时焊丝中Cr3C2颗粒溶解析出,重新析出的碳化铬颗粒中包含Fe和Ni元素,碳化铬颗粒与Ni3Al基体形成良好的冶金结合;弥散分布的碳化铬颗粒和Ni3Al基体固溶强化的Cr元素决定了堆焊层具有较高的硬度.室温条件下,复合堆焊层具有优异的耐干摩擦磨损性能,其摩擦系数为0.23,远低于活塞环蠕墨铸铁的0.39;磨损率仅为蠕墨铸铁材料的43%.     

Erosion resistance of Fe-C-Cr weld surfacing layers

Fe-C-Cr weld surfacing layers with different compositions and microstructures can be obtained by submerged arc welding with welding wire of the low carbon steel and high alloy bonded flux. With the increase of Cr and C in the layers the microstructures are changed from hypoeutectoid steel, hypereutectoid steel to hypoeutectic iron and hypereutectic iron. When the weld surfacing layers belong to the alloyed cast irons the erosion resistance can be raised with the eutectic increase and the austenite decrease. Good erosion resistance can be obtained when the proportion of the primary carbides is within 10 %. The experimental results lay a foundation to make double-metal percussive plates by surfacing wear resistant layers on the substrates of the low carbon steels.     

Fabrication of WC/Fe composite coating by centrifugal casting plus in-situ synthesis techniques

Using tungsten wires as a reactive source, an iron-based composite coating, reinforced by tungsten carbide (WC) particles, with a thickness of 3.0 mm, was fabricated on the surface of a gray cast iron substrate by centrifugal casting plus in-situ synthesis techniques. With the help of differential thermal analysis (DTA), an appropriate pouring temperature of the gray cast iron molten was determined to be 1300 °C. The experimental results show that the composite coating is dense and consists mainly of primary WC carbides, fine secondly WC carbides as the reinforcing phases and pearlite accompanied by negligible graphite flakes as the matrix. Wear resistance of the composite coating was determined with a pin-on-disc wear test technique, indicating that the composite coating, containing high volume fraction of hard WC carbides, present good wear resistance property compared with the un-reinforced gray cast iron, regardless of load level. Additionally, according to the Fe-W-C ternary phase, reaction paths between tungsten wires and molten, and in-situ synthesis of WC particles, were investigated.     

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。     

新型高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝

研究了一种新型高铬铸铁堆焊药芯焊丝，分析了焊丝的脱渣性、抗裂性、耐磨性、硬度和金相组织。实验结果表明，该焊丝采用普通埋弧焊机，不需加入任何保护气体和焊剂能顺利进行堆焊，简化了操作过程，综合成本低；脱渣性好、熔敷速度快；不预热时连续堆焊也不出现裂纹，抗裂性良好；单道单层堆焊后室温硬度为48HRC左右，切削加工性能好；耐磨性为某硬度基本相同的高铬铸铁药芯焊丝耐磨性的1．27倍。     

砂型铸造WC颗粒增强低铬铸铁基复合材料的研究

为了提高铸件表面的耐磨性，实验以低铬铸铁为基体，WC颗粒为增强体，制备出颗粒增强表面耐磨复合材料。实验结果表明：低铬铸铁基复合材料的显微组织分三层，它们依次是基体、过渡层、复合层；其硬度比高铬铸铁略低．而耐磨性却略高于高铬铸铁。     

Nb在高铬铸铁型堆焊金属中的作用

在高铬铸铁型堆焊金属中,用7%的铌元素取代相同摩尔数的铬元素,制成含铌的明弧自保护药芯焊丝。运用彩色金相分析、扫描电镜及能谱分析、X射线物相分析、洛氏硬度测试等技术,研究了铌在高铬铸铁型堆焊金属中的作用,分析了线能量对高铬铸铁型堆焊金属组织和硬度的影响。结果表明:铌元素能够优先与碳结合,形成弥散分布的碳化铌结晶核心,阻止初生碳化物的生长,具有明显的细化晶粒作用。不论是否添加铌元素,同种堆焊金属线能量越小,碳化物尺寸越细小;裂纹数量越多,裂纹分布越均匀,且裂缝间隙越小。可以通过控制线能量来控制焊缝的裂纹分布,防止堆焊层脱落。改变线能量以及用7%的铌元素取代相同摩尔数的铬元素,其洛氏硬度值基本保持不变,均在60HRC左右。     

高Ni钎料-WC硬质合金颗粒复合堆焊焊条的探讨

以SiC材质成型舟皿作为模具,尺寸为2～5 mm的YG8型WC硬质合金颗粒为耐磨相,CuZnNi合金为胎体金属,加入NiCrBSi合金粉末以提高胎体金属的Ni含量与Cr含量,采用钼丝氢气炉烧结制备高Ni钎料-WC硬质合金颗粒复合堆焊焊条,并对成型后焊条的断面形貌及胎体金属成分进行分析.结果 表明,硬质合金颗粒在焊条内呈...