Fe-C-Cr-V高铬堆焊合金的M7C3型碳化物及耐磨性

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含有0.9%~3.0%C,15%~20%Cr,2.0%~3.0%V的高铬合金.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究其显微组织及碳化物分布形貌.结果表明,其显微组织由马氏体+铁素体+奥氏体+初生M7C3+(Fe,Cr)3C+TiC等相组成.通过优化药芯焊丝组份及调整堆焊速度,获得了沿堆焊表面垂直方向定向分布的初生M7C3型碳化物,电子能谱分析显示该碳化物为(Fe,Cr,V)7C3.此外,考察了碳含量对高铬堆焊合金硬度及耐磨粒磨损性能的影响.表明其耐磨性优良,其中15~25μm M7C3型初生碳化物颗粒有效阻碍磨粒的显微切削运动,显著改善了耐磨性.     

钒对高铬堆焊合金层组织形态及耐磨性的影响

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了含有17%~19%Cr、3.9%~4.2%C、0.6%~0.9%Si、0~3.2%V(质量分数)的耐磨合金。采用光学显微镜、X-射线衍射仪和扫描电镜,研究了其相组成及其底层、中间和盖面层的组织形态。结果表明,随着钒含量增加,减小母材Q235A对合金层成分稀释作用的不利影响,抑制蜂窝状变态莱氏体Ld′和鱼骨状(α-Fe+M7C3+M3C)共晶等脆性组织形成,增加了初生M7C3相体积分数,提高了该相韧性。此外,湿砂磨粒磨损试验结果表明,适量钒显著改善了明弧堆焊合金的耐磨性;表面磨损形貌分析显示,微观断裂(剥落)为其主要磨损机理。     

反应等离子熔敷Cr7C3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层组织与耐磨性

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,采用优化的等离子熔敷工艺,在C级钢表面通过粉末反应制得由原位生成的新型Cr7C3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层.并测试分析了涂层的显微组织和显微硬度分布,以及在室温干滑动试验条件下的耐磨性.结果表明,该涂层组织由规则块状初生相Cr7C3和γ-Fe奥氏体固溶体组成,与基材完全冶金结合,涂层厚度约1.5mm,具有较高的显微硬度（平均为870HV）,且硬度梯度分布合理;涂层在室温干滑动试验条件下具有优异的耐摩擦磨损性能.     

高碳高铬耐磨堆焊合金组织及性能

通过焊条电弧堆焊的方式形成高碳高铬(Fe-Cr-C)耐磨合金堆焊层,分析不同碳含量对堆焊层组织、硬质相及耐磨性能的影响。结果表明:堆焊金属的组织主要为M+A+C共+C初,初生碳化物类型为M7C3;随着碳含量的增加,初生碳化物的含量增加,且其生长方向趋于垂直于母材表面;堆焊层硬度随碳含量的增加而增加,但耐磨性在碳含量达一定程度(w(C)5.6%)时反而降低。     

B_4C对汽车缸套激光熔覆修复涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆方法在缸套材料表面制备出高强高硬度耐磨涂层。使用光学显微镜、洛氏硬度计、磨粒磨损试验机等仪器研究了B_4C含量对涂层组织和性能的影响。结果表明:当B_4C含量为0时,涂层组织为铁素体和指纹状的共晶组织α-Fe+M_(23)C_6或α-Fe+M_3(C,B)。当B_4C含量从0增加到9%时,初生碳化物M_(23)C_6含量与晶粒尺寸都增大,而涂层硬度与耐磨性则先增加后减小。当B_4C含量为0时,其耐磨性只有基体的10倍左右。当B_4C含量为6%时,其相对耐磨性大大增加,是基体的28倍左右。     

激光成形修复ZL104合金的组织与性能研究

针对深井钻机刹车盘的工况条件,采用激光熔覆技术在35CrMo钢表面分别制备Fe基涂层和含Cr3C2的Fe基合金复合涂层,研究了2种涂层的组织结构、显微硬度及耐干滑动摩擦磨损性能。结果表明,Fe基涂层以亚共晶方式结晶,在初生柱状固溶体枝晶间存在大量网状共晶组织,主要由γ-Fe、Cr7C3及少量的Cr-Fe固溶体等组成。Fe基复合涂层中Cr3C2大部分溶解,枝晶凝固特征保持不变,枝晶组织明显细化,主要由γ-Fe、Cr7C3及少量的Cr-Fe固溶体及较少量未熔的Cr3C2等组成。Fe基复合涂层的显微硬度及其摩擦磨损性能优于Fe基涂层。     

B4C对激光熔覆钴基合金涂层组织与耐磨性的影响

运用5kWcO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Co基合金涂层(C065)及Co基合金中添加20％B4C(体积分数)的复合涂层(B4C／Co),研究了B4C对熔覆层组织、显微硬度及耐磨性的影响。结果表明,两种熔覆涂层均为树状枝晶生长的亚共晶组织。C055涂层主要由大量初生枝晶γ固溶体及其间的共晶组织1与(Cr,Fe)7C3组成;B4C／Co涂层主要由γ-Co,Cr7C3,Cr23c6,CrB2和Fe23(C,B)6组成,添加的B4C粒子在熔覆过程中全部熔解,但B4C／Co涂层组织与C055相比明显细化。B4C／Co涂层的显微硬度及耐磨性比Co65涂层都明显提高,并分析了涂层的强化机理。     

高铬明弧堆焊合金的显微组织及耐磨性

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了含有（质量分数,％）Cr21—23,C3．5～4．2,Si1．4—1．6,B0～1．8的耐磨合金．采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪,研究B4C对其显微组织及耐磨性的影响,分析了明弧堆焊熔池凝固特点及Si,B等元素对焊缝脱氧的影响．结果表明,Si5C3可充当初生M7C3相的非均匀形核核心,随着外加B4C含量增加,初生M7C3相体积分数和尺寸均显著增加,形态由弥散分布转为聚集排列．此外,湿砂磨粒磨损试验和表面磨损形貌分析结果显示其耐磨性取决于初生M7C3相尺寸及分布形态,微观剥落为主要磨损机理．     

激光熔覆原位合成TiC-TiB2复合涂层

为了提高材料表面的强度及耐磨性,在Fe901自熔性合金粉末中添加了不同比例的(TiO2+B4C+C+Al)混合粉末,采用激光熔覆技术在45钢表面成功制备了TiC-TiB2增强复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和磨损试验机等对复合涂层的相组成、显微组织形貌及力学性能进行了分析,同时对反应体系进行了热力学计算。结果表明:复合涂层与基材呈冶金结合,无气孔、裂纹等缺陷。反应体系满足原位合成TiC和TiB2的热力学条件。涂层物相由α-Fe、TiC、TiB2和(Fe,Cr)7C3组成。细小的方块状TiC颗粒和长条状TiB2均匀弥散分布于涂层基体上,可起到进一步细化组织及沉淀强化的作用。添加(TiO2+B4C+C+Al)混合粉末后,涂层组织明显细化且树枝晶数量减少,并且随着添加量增多,组织越细小。TiC-TiB2增强复合涂层显微硬度在720~760HV0.2之间,比不含TiC-TiB2的涂层提高了30%左右,耐磨性明显提高,混合粉末添加质量分数为50%时耐磨性最好。     

碳含量对等离子束表面冶金铁基耐磨涂层的影响

制备了不同碳含量的等离子束表面冶金铁基耐磨涂层,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计,对涂层的显微组织、物相组成、碳化物成分含量、显微硬度等进行了系统研究。结果表明:随碳含量由3.5%增加到5.0%,涂层物相组成基本一致,由(Fe,Cr)7(C,B)3、α-Fe组成;先析相(Fe,Cr)7(C,B)3由细小的针状或颗粒状逐渐变为条状到粗大的六边形等多种形态,(Fe,Cr)7(C,B)3碳化物的平均硬度由682.00 HV0.1增加到1227.79 HV0.1;涂层的平均硬度由616.57 HV0.1逐步增加到981.46 HV0.1。     

SiC对汽车模具激光熔覆强化涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆方法在模具钢基体上制备高硬度高耐磨性涂层,同时借助光学显微镜、宏观硬度计以及湿砂橡胶轮式磨损试验机等对该涂层组织与性能进行研究。结果表明:当SiC含量为0%~3.5%时,奥氏体含量逐渐减少,共晶组织α-Fe+M_(23)C_6增加,初生碳化物M_(23)C_6较少。当SiC含量的增加至7%时,涂层中的显微组织主要为M_(23)C_6,且均匀分布于涂层中。随SiC含量增加到10.5%时,组织明显细化。此外,随SiC含量的增加,涂层硬度与耐磨性呈先增加后减小的变化规律。当SiC含量为7%时,其耐磨性达到最佳。     

5CrNiMo钢激光熔覆再制造涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术,在5 CrNiMo钢表面制备了耐磨铁基梯度涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机等研究了沉积态和热处理后的不同M2含量的Fe1涂层的物相组成、微观组织和显微硬度.结果表明:含M2组分的涂层热处理后硬度提高,沉积态涂层的物相主要为γ-Fe(Cr-Ni?Fe?C)和[Fe,Ni]固溶...     

激光熔覆FeCrSixNiCoC涂层高温耐磨性能

Si含量对Fe基合金高温耐磨性能影响机理研究已有很多,但尚缺乏Si含量对Fe基涂层高温耐磨性能的研究。采用激光熔覆技术制备不同Si含量(5 wt.%、10 wt.%、15 wt.%)的FeCrSi_xNiCoC涂层,在温度为500℃和载荷200 N的条件下,测试FeCrSi_xNi Co C涂层高温耐磨性能。结合X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)分析涂层显微组织、相组成和磨损机理。结果表明：随着Si含量增加,涂层中γ-Fe相(Si以固溶方式存在于γ-Fe相中)向金属硅化物Fe3Si相转变,显微组织也由树枝晶向等轴晶转变,涂层硬度由312±21.7HV0.5增加至588±31.3HV0.5。在温度500℃和载荷200 N下的摩擦磨损试验中,Si含量为10%的涂层磨损率最低,高温耐磨性能最好,其磨损机理主要为黏着磨损和氧化磨损。通过优化Fe基合金中Si含量得到耐磨性能良好的涂层,可对该类涂层的开发、制备和应用提供一定的技术支持。     

Ti对明弧高硼堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了Cr8B4C2Ti Si高硼堆焊合金,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜以及电子能谱仪,考察了Ti含量对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明:该高硼堆焊合金中M_(23)(C,B)6相先于M3(C,B)相形成,显著抑制了γ-Fe+Fe_3(C,B)脆性共晶相的形成而改善了其韧性和耐磨性;随着Ti加入,先期析出Ti_8C_5颗粒充当初生M_2B的非均匀形核核心,促使其尺寸减小且弥散分布,也使包裹该相的M_(23)(C,B)6逐渐减少,改变为共晶M_(23)(C,B)_6;过多的Ti_8C_5相析出会耗尽熔体中过多的碳,致使初生M_2B相生长阻力减小而择优长大为板条状晶,且Ti_8C_5相吸碳生长而使M2B相胀裂。Cr8B4C2TiSi高硼堆焊合金的宏观硬度和磨损量随着钛含量增加首先轻微波动,当增至1.2%时,耐磨性最好,其磨损机理包含微观剥落和微切削两种,微观剥落为其主要磨损机制。     

等离子熔覆Cr7C3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层的组织与耐蚀性

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术,在调质C级钢表面制得以原位生成Cr7C3为增强相的新型陶瓷复合材料涂层。分析了涂层的显微组织,并测定其在0．5mol／L的H2SO4溶液及不同浓度的NaCl水溶液中的阳极极化曲线。结果表明,涂层组织为初生相Cr7C3以及γ-Fe与Cr7C3组成的共晶,组织致密并与基材完全冶金结合,由于涂层的组织组成相Cr7C3本身具有极好的耐蚀性并具有快速凝固、细小均匀的显微组织,该涂层在0．5mol／L的H2SO4及3．5wt％NaCl水溶液中均具有优良的耐腐蚀性能。     

35CrMnSi 表面氩弧熔覆原位自 生 TiC 复合涂层的组织及耐磨性

目的提高截齿的耐磨性,延长其使用寿命。方法利用氩弧熔覆技术在35CrMnSi钢表面制备TiC增强镍基复合涂层,分析涂层的显微组织和物相组成,测试涂层在室温下的显微硬度和耐磨性,并分析磨损机制。结果氩弧熔覆涂层的显微组织致密均匀,涂层与基体呈冶金结合,主要由TiC,γ-Ni,M23C6等物相组成。TiC颗粒呈块状,尺寸为1~2μm,弥散分布在涂层中。涂层硬度和耐磨性与(Ti+C)含量有关,熔覆粉末中(Ti+C)质量分数为20%时,涂层最高硬度可达1190HV,耐磨性达到基体的7.5倍。结论熔覆涂层的显微硬度较基体有显著提高。在室温冲击载荷作用下,熔覆涂层的主要磨损机制为显微切削磨损,可大大提高基体材料的耐磨性能。     

铁基硬面堆焊药芯焊丝的开发及应用

为解决水泥、电力、冶金、矿山等行业立磨、辊压机、耐磨板等耐磨部件的耐磨损问题,对铁基硬面堆焊药芯焊丝进行了研究。通过调整药芯焊丝中碳、铬含量以及一种或多种强化合金元素种类与含量,制备了碳含量4%~6%,铬含量20%~35%,其他合金元素含量小于10%的铁基硬面堆焊合金,分析了堆焊合金显微组织和硬度,对合金中硬质碳化物面积百分比、碳化物尺寸进行了定量分析,对堆焊合金的耐磨性进行了试验。结果表明:堆焊合金的主要组织为初生碳化物(Cr,Fe)7C3、共晶碳化物(Cr,Fe)7C3、残余奥氏体及少量其他碳化物;随合金中初生碳化物的增加,合金硬度和耐磨性增加,但碳化物过多时,硬度继续增加,耐磨性反而下降;适量合金元素Nb、Mo等的加入,在合金中以固溶体和细小弥散分布的硬质相的形式存在,有利于提高合金的耐磨性。通过配方设计和应用试验,成功开发出6种硬面堆焊用药芯焊丝。     

热处理对Fe-5Cr-1.4B合金组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对Fe-Cr-B合金显微组织和性能的影响.试验结果表明:Fe-Cr-B合金的凝固组织主要由Fe2B、M7(C,B)3(M=Fe,Cr)、α-Fe及γ-Fe组成,共晶组织呈网状分布.经过淬火处理后,呈网状结构的硼化物发生断裂,基体转变为马氏体,并伴有二次碳硼化物M23(C,B)6析出.当淬火加热温度超过1 050℃,二次碳硼化物析出相的数量减少,宏观硬度和显微硬度随温度的升高而增加,在1 050℃时,达到最大值,超过1 050℃时,硬度略有下降.经过回火处理后,马氏体发生回火软化,基体中继续析出细小二次碳硼化物,硬度相对淬火态下略有下降,并随着回火温度的升高,下降趋势增加,在500℃回火时冲击韧度达到最高值,为7.35 J/cm2.     

等离子熔覆铁基金属陶瓷复合涂层的耐磨性能

采用等离子熔覆技术,在调质C级钢表面原位生成铁基金属陶瓷复合材料涂层。利用SEM,XRD和EDS等分析了涂层的显微组织：在室温干滑动磨损及高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性,并讨论了磨损机理：结果表明,涂层由Cr7C3增强相和γ-Fe固溶体与少量CrC3构成的共晶组成;涂层组织细密,无大的显微孔洞及裂纹。由于占涂层体积分数较高的耐磨增强相Cr7C3的存在,使涂层在室温磨损试验条件下随载荷增加而磨损质量损失增加极为缓慢,对载荷变化不敏感;400～600℃高温滑动磨损条件下,试验温度越高,涂层的耐磨优势越明显。涂层在室温和高温干滑动磨损条件下磨损表面都比较光滑,均具有优良的耐磨性能。     

等离子弧熔覆添加Al2O3+TiO2铁基合金涂层组织和耐磨性

在Q235钢表面用等离子弧熔覆Ni-Cr-B-Si-Fe铁基合金涂层及添加不同含量Al2O3 TiO2铁基合金复合涂层,比较研究了这两种涂层的组织、显微硬度和磨损性能。结果表明,添加Al2O3 TiO2后的铁基复合涂层界面的生长形态发生变化,由初生的细长柱状树枝晶转变为小的枝晶,并且提供了形核的核心,细化了晶粒;其组织主要由晶粒细小的γ-Fe为基,以Cr23C6,Fe3C,Al2O3 TiO2为增强相的复合涂层;熔覆层的显微硬度可达600～655HV0.2。