电磁搅拌对堆焊层金属组织及性能的影响

对低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加间歇交变纵向磁场,研究了电磁搅拌对堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等手段对试样进行测试分析.研究发现,随着磁场参数的增强,堆焊层中硬质相的数目随之增加,且均匀分布于堆焊层的表面,堆焊层金属的耐磨性也随之增强;当磁场电流为3 A,磁场频率为10Hz时,堆焊层金属的性能达到最佳状态.结果表明,在适当的电磁参数作用下,堆焊层金属才能获得最佳的细化效果;而且电磁搅拌可以控制堆焊层表面中硬质相的形态,使其由长条状和六方块状的混合形态逐渐转变为较规则、均匀的六方块状,从而进一步提高堆焊层金属的硬度和耐磨性.     

原位合成TiC-M7C3陶瓷硬质相显微组织的分析

采用等离子弧堆焊技术原位合成TiC-M7C3陶瓷硬质相,探讨堆焊层中TiC-M7C3硬质相对堆焊层耐磨性的影响.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、洛氏硬度计及湿砂磨损试验机等设备进行检测分析.结果表明,堆焊层是由高碳马氏体基体和大量弥散分布在基体中的TiC,M7C3陶瓷硬质相构成的过共晶组织;堆焊层表面的洛氏硬度为66.4 HRC,磨损量为0.086 g.TiC可以作为M7C3陶瓷硬质相的形核核心,提高了M7C3陶瓷硬质相的形核率,促使其晶粒细化;在TiC和M7C3陶瓷硬质相的共同作用下,Fe-Cr-Ti-C系合金比相同Cr元素含量的Fe-Cr-C系合金堆焊层的硬度更高,抗磨损性能更好.     

磁场作用下Cr7C3硬质相生长机制

将纵向磁场引入到Fe5铁基合金粉末的等离子弧堆焊过程中,通过磁场的作用影响堆焊层中硬质相的形态及分布.利用金相显微镜和X射线衍射研究堆焊层中硬质相Cr₇C₃的显微组织和取向行为.结果表明,具有顺磁性的硬质相Cr₇C₃在外加磁场的作用下进行形核及长大的过程中有明显的取向现象,在磁场电流为3 A时,堆焊层中硬质相的分布形态最佳,以细小的"六边形"为主,可以显著提高堆焊层的影响和耐磨性;硬质相的取向机理主要是高温的旋转取向和低温的择优取向.     

外加磁场对碳弧堆焊层组织及性能的影响

采用碳弧堆焊方法对Cr-B-Ni-V系铁基合金堆焊时加入直流横向磁场,来细化堆焊层金属的组织,控制硬质相的形态及分布.通过对堆焊层进行硬度、磨损试验和显微组织的分析,得出了磁场强度对堆焊层金属的硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,施加磁场比未施加磁场的堆焊层硬度高,耐磨性好;磁场参数与堆焊工艺参数相匹配时,堆焊层的性能达到最佳,即磁场电流3 A,堆焊电流180 A,堆焊速度12 cm/min时,堆焊层硬度最高,耐磨性最好,此时堆焊层中硬质相细小、分布均匀,且呈"六角形",方向一致.     

磁场作用下铁基碳弧堆焊层组织及性能的研究

采用碳弧堆焊方法对Cr-B-Ni-V系铁基合金进行堆焊,堆焊过程中施加直流横向磁场.调整磁场参数来细化堆焊层金属组织、控制硬质相的形态及分布.通过对堆焊层进行硬度、磨损实验,显微组织的分析,得出了磁场强度对堆焊层金属硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,外加磁场细化了晶粒,改善了硬质相的分布形态,与未施加磁场相比,其堆焊层硬度高,耐磨性好;磁场电流为4A时,堆焊层性能最佳.     

外加纵向磁场对等离子弧堆焊层组织与性能的影响

对铁基合金Fe5进行等离子弧堆焊时外加纵向磁场来控制堆焊层的硬质相的形态及分布,并对堆焊层进行了硬度、磨损试验,显微组织及X射线衍射分析,对堆焊层组织性能进行研究.结果表明,施加纵向磁场的堆焊层明显比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好;磁场电流为3 A时的堆焊层性能最佳;合金堆焊层的显微组织α,γ固溶体被充分细化,并获得理想的硬质相Cr7C3,CrB等.     

原位合成TiC和M7C3陶瓷硬质相的生长习性

采用等离子弧堆焊设备在低碳钢表面堆焊一层Fe—Cr-Ti—C系陶瓷复合堆焊合金,原位合成TiC和M7C3陶瓷硬质相,分析熔池中TiC和M7C3陶瓷硬质相的形成机制．利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等设备进行检测分析．结果表明,堆焊层中原位合成了“十字开花状”、“短杆状”、“颗粒状”的TiC陶瓷硬质相和不规则“六角杆状”的M7C3陶瓷硬质相;部分TiC和M7C3陶瓷硬质相紧密结合,提高了TiC陶瓷硬质相与基体组织的结合强度;M7C3可以附着在TiC颗粒上生长,TiC硬质相的形成提高了M7C3的形核率．     

外加磁场对Fe-Cr-Ti-C合金堆焊层组织和性能的影响

为了提高Fe-Cr-Ti-C系合金堆焊层的耐磨性能,在等离子弧堆焊该合金时引入纵向直流磁场,研究外加磁场对其堆焊层组织和性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电镜、光学显微镜、能谱分析仪、洛氏硬度计等设备进行检测。结果表明,堆焊层中形成了大量的TiC和M7C3陶瓷硬质相,堆焊层耐磨性能好;当磁场电流为4A时,堆焊层表面M7C3硬质相大部分呈六角状分布,堆焊层的硬度达68.8HRC,耐磨性能最佳。     

外加磁场作用下铁基碳弧堆焊层的组织和性能

为了利用磁场的作用提高堆焊层的性能,研究了磁场对铁基碳弧堆焊层组织和性能的影响,在对Cr—B—Ni—V系铁基合全进行碳弧堆焊时加入直流横向磁场,以求细化堆焊层金属的组织,控制硬质相的形态及分布。通过对堆焊层进行硬度试验、磨损试验、金相试验,得出了堆焊电流和磁场电流对堆焊层金属的硬度和耐磨性的影响规律。结果表明：施加磁场的堆焊层比未施加磁场的堆焊层硬度高,耐磨性好;堆焊电流与磁场电流相匹配（堆焊电流180A,磁场电流3A）时,堆焊层的性能达到最佳,即硬度最高,耐磨性最好,此时堆焊层中硬质相细小且分布均匀,呈“六角形”,方向一致。     

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%.     

TiN对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织及耐磨性影响

通过药芯焊丝的方式制备Fe-Cr-C-Ti-N和Fe-Cr-C堆焊层，讨论堆焊层中TiN对堆焊层耐磨性能和显微组织的影响. 利用洛氏硬度计检测堆焊层的宏观硬度，通过湿砂轮磨损试验机对堆焊层进行磨料磨损试验，利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)等设备进行检测分析. 结果表明，含有TiN的堆焊层中，初生M₇C₃明显比不含TiN的组织细小，并且堆焊层硬度和耐磨性也相应提高. 通过热力学计算得出，熔池冷却过程中TiN先于M₇C₃析出. 由动力学计算可知TiN/M₇C₃的二维错配度为8.43%，TiN可做为初生M₇C₃的异质形核质点，使M₇C₃晶粒细化.     

Fe-Cr-Ti-C系药芯焊丝熔覆层中硬质相生长模式

将Fe-Cr-Ti-C系耐磨药芯焊丝采用钨极氩弧焊堆焊到低碳钢表面,分析熔覆层中的物相组成,研究熔覆层中硬质相的形态分布和生长机理,探究熔覆层的耐磨性及表面硬度等力学性能变化的原因. 结果表明,药芯堆焊焊丝中的合金元素的过渡系数很高,可原位合成(Fe,Cr)₇C₃和TiC硬质相,TiC优先依附外来界面行核、长大,共晶(Fe,Cr)₇C₃硬质相则依附于初生马氏体相和TiC形核生长,点状TiC硬质相(少数为条状和十字状)弥散分布于马氏体、残余奥氏体的基体中,与网状的(Fe,Cr)₇C₃耐磨框架组成复合硬质相,提高熔覆层的耐磨性.     

自保护药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B-W合金的组织及性能

采用自保护药芯焊丝明弧堆焊技术制备五组不同钨含量的Fe-Cr-C-B-W合金. 借助金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计和磨损试验机分析堆焊合金的组织及性能. 结果表明,合金的显微组织由马氏体、残余奥氏体、M₇(C,B)₃,M₃(C,B),Fe₃W₃C和WC组成. 大部分钨元素被迁移到晶界生成了比WC稳定性更好的Fe₃W₃C缺碳复合相,堆焊层中没有典型的初生WC硬质相颗粒生成. 随着钨添加量的增多,共晶硬质相M₇(C,B)₃,M₃(C,B)和Fe₃W₃C随之增多,间距减小,呈连续网状均匀分布. 当钨的添加量为12%时,堆焊层的耐磨性达到最佳.     

TIG熔覆原位自生TiC-TiB2/Fe复合涂层

利用氩弧作为热源,以G302铁基合金粉、FeTi70粉和B₄C粉作为原料粉末,在Q235表面原位生成TiC-TiB₂增强的铁基复合涂层. 采用一系列的分析测试方法对涂层进行了表征,结果表明,氩弧熔覆过程冶金反应充分,熔覆层中生成了TiC,TiB₂和M₇C₃等硬质增强相;熔覆层组织呈现出由母材界面到熔覆层表面硬质相逐渐增多的梯度分布特征. 增加FeTi70和B₄C粉末比例提高了熔覆层硬度,质量比为G302:FeTi70:B₄C=6:3:1时,试样最大硬度达到976 HV0.1,是母材硬度的5倍左右. 在与GCr15钢对磨时,熔覆试样磨损量仅为Q235钢的1/30左右,熔覆层磨损表面基本无塑性变形痕迹,涂层中坚硬的TiC,TiB₂陶瓷相起到阻磨作用.     

CO2气体保护药芯焊丝喷粉堆焊层组织及其耐磨性

采用CO2气体保护焊方法,使用高铬铸铁药芯焊丝,喷射优化设计的Cr-Ti-Mn-B系粉体形成耐磨堆焊层。利用XRD及金相显微镜分析堆焊层组织结构,并测定堆焊层的硬度和磨损性能。结果表明:与单纯高铬铸铁芯堆焊层相比,喷射粉体后堆焊层的洛氏硬度HRC增加,当Mn铁、Cr铁、B铁、Ti铁质量分数比为4.3∶52.2∶3.9∶39.6时,堆焊层硬度和耐磨性最高。喷射粉体堆焊层以马氏体为主,并有(Cr,Fe)7C3,FeMn2等相产生,从而提高堆焊层硬度和耐磨性。     

磁控等离子弧堆焊过程中热力学特点初探

在铁基合金的等离子堆焊过程中,施加水冷和磁场. 通过调整水冷和磁场状态进行堆焊试验,并对堆焊试样的显微组织进行分析,探究磁控状态下铁基堆焊层的相变热力学特点. 结果表明,外加磁场和强制水冷可以改变堆焊层中硬质相的分布和形态,外加磁场通过降低奥氏体相变势垒,使相变驱动力增大,临界形核半径减小,进而提高硬质相的形核率. Cr₇C₃硬质相的易磁化轴与其择优生长方向一致,均为“长条形”侧面.