TIG表面重熔对堆焊层耐空泡腐蚀的影响

用氩弧熔化焊(MIG)在4020碳钢表面堆焊耐空泡腐蚀材料,然后采用TIG（钨极氩弧焊）,将堆焊层改性;通过与传统磨削表面加工对比,研究了TIG表面重熔对空泡腐蚀的影响.结果表明 : 在45 h空泡腐蚀试验后,磨削试样的累积失重量是TIG表面重熔试样的157倍;奥氏体到马氏体的相变是Stellite 21材料吸收空泡冲击能的主要途径,而TIG表面重熔加工可以延迟相变,延长吸收空泡冲击的时间,减缓空蚀;TIG重熔表面抑制了片层状马氏体的裂纹发展,避免了大的物质剥落.     

一种钴基合金的空泡腐蚀行为研究

采用一种新型的钴基合金作为耐空泡腐蚀涂层,进行MIG(熔化极氩弧焊)表面堆焊。根据ASTM G32/92标准进行空泡腐蚀试验。用XRD法和SEM对空泡腐蚀前后合金表面进行相分析和形貌观察。结果表明:空泡腐蚀先后促进了合金相变和马氏体片层的扭曲断裂。而相变和马氏体片层的扭曲断裂正是吸收空泡冲击能的两大途径。最终马氏体片层断裂产生的碎片被大量剥落,此时该材料的空泡腐蚀潜伏期结束。     

氩弧重熔技术的研究进展

简述了氩弧重熔技术的原理、工艺特点,并以铸铁、钢以及铝镁金为例概述了氩弧重熔对涂层性能的影响,同时阐述了TIG焊电弧重熔对焊接接头性能的影响,而且对氩弧重熔工艺在列车转向架和耐空泡腐蚀材料的改性加工方面的应用做了综合性介绍,最后指出氩弧重熔技术存在的问题,以期促进该技术的进一步发展,指导实际应用.     

纯镍母材及焊缝在熔融NaCl-Na_2SO_4中的热腐蚀行为

对纯镍在等离子弧焊(PAW)和等离子弧+钨极惰性气体保护焊(PAW+TIG)两种不同焊接工艺下得到焊缝及母材进行恒温的熔融盐NaCl 25 mass%-Na_2SO_4热腐蚀实验,并对腐蚀产物横断面进行形貌观察及微区成分分析,研究不同焊接工艺下焊缝组织和母材在恒温热腐蚀期间腐蚀行为和机理。结果表明:采用PAW和PAW+TIG两种焊接工艺方法所得焊缝的晶粒尺寸相差不大,其在腐蚀过程中无选择性和顺序性,不存在腐蚀孕育期,腐蚀起始主要沿着试样的边角处,试样出现较多的孔洞、裂纹和剥落,腐蚀产物均以NiO和Ni_3S_2为主;腐蚀质量损失曲线遵循抛物线规律,3种试样的耐热腐蚀性大小顺序为:母材PAW+TIG焊缝PAW焊缝。     

超声磨削氧化锆陶瓷表面相变与残余应力特征实验研究

针对氧化锆陶瓷的易相变特点,通过对ZTA陶瓷和纳米氧化锆陶瓷进行对比实验,研究了氧化锆陶瓷磨削表面相变特性,分析了磨削表面的残余应力特征.实验结果表明,亚稳态四方相氧化锆的含量以及磨削应力是诱发氧化锆陶瓷产生马氏体相变的主要因素;陶瓷磨削过程中,砂轮的磨削深度越大、磨粒粒径越大,在材料基体中产生的磨削应力越大,从而马氏体相变率增大;纳米氧化锆陶瓷磨削表面产生的残余压应力值大于ZrO2增韧Al2O3(ZTA)陶瓷.通过分析磨削参数对残余应力的影响,验证了马氏体相变可在一定程度上促进残余压应力的产生,从而提高磨削表面的质量.     

0Cr15Ni25Ti2Al堆焊层热疲劳性能

采用激光重熔工艺处理0Cr15Ni25Ti2Al堆焊层表面,研究不同激光重熔工艺参数对堆焊层的显微组织和热疲劳性能的影响。结果表明:经过激光重熔处理后,堆焊层表面的晶粒得到明显细化并产生固溶强化作用。相比于原始堆焊层,经过400次热循环后,选用较小的激光功率进行激光重熔处理后的表面,其热疲劳裂纹的萌生周期较长,裂纹在传播过程中具有较小的增长速率。选用较大的激光功率进行激光重熔处理后,其裂纹萌生周期较短,但裂纹的增长速率依然小于原始堆焊层。观察1000次热循环后,不同激光参数处理后表面裂纹形貌,可知出现上述现象主要是由于经过激光重熔处理后,堆焊层表面组织产生细晶强化、固溶强化以及沉淀强化而引起的。     

马氏体相变对堆焊冷却切向应力影响的数值模拟

采用红外热像仪和X射线应力仪分别测定了热轧辊钢堆焊过程的温度场和残余应力场,根据试验数据和材料的物理、力学参数,采用二维有限元计算方法,建立了堆焊应力场模型,对切向残余应力进行了数值模拟,模拟结果与测量结果相吻合,证明所建立的模型有效性.根据这一模型,对热轧辊钢堆焊冷却过程发生马氏体相变前后切向应力进行了数值模拟.模拟结果表明,在堆焊冷却过程中,当发生马氏体相变时,试样表面出现切向压应力,随着冷却时间的延长,马氏体数量增多,试样表面开始出现较大的切向拉应力,并保持到室温.     

马氏体轴承钢碳氮共渗滚动接触疲劳失效机理EI北大核心CSCD

碳氮共渗工艺应用广泛,但对碳氮共渗后零部件的滚动接触疲劳失效机理研究较少。采用气体碳氮共渗对马氏体轴承钢进行表面改性处理,对碳氮共渗试样进行滚动接触疲劳试验,研究碳氮共渗对轴承钢滚动接触疲劳性能的影响及其失效机理。研究结果表明:碳氮共渗试样表面硬度、残余应力和残余奥氏体含量显著提高,使得其接触疲劳寿命明显高于常规试样。疲劳裂纹萌生于表面和亚表面,其中大量表面平行裂纹主要由表面白色蚀刻层硬度梯度变化而导致,表面材料受到严重微观塑性变形产生晶粒细化;亚表面裂纹萌生位置受最大应力的分布和渗层厚度的影响。表面和亚表面疲劳裂纹的扩展和连接最终导致碳氮共渗试样出现浅层剥落和分层剥落的失效形貌。     

Cr-Ni-Co奥氏体堆焊材料的空泡腐蚀行为

采用一种新型的Cr-Ni-Co奥氏体堆焊材料用钨极氩弧焊(TIG)堆焊到304不锈钢表面,将堆焊层与304不锈钢基体做对比,在人工海水的条件下利用超声波振动设备对两种材料进行耐空泡腐蚀试验,用失重法评价两种材料的抗空蚀性能,对Cr-Ni-Co堆焊层不同时间的空蚀形貌用扫描电镜(SEM)进行跟踪观测.结果表明,与304不...     

中国低活化马氏体钢TIG焊焊缝耐液态Pb-Bi腐蚀性能分析

文中研究了中国低活化马氏体（china low activation martensitic,CLAM）钢对接双层TIG焊焊缝在高速流液态Pb-Bi中的腐蚀行为.结果表明,腐蚀的主要特征是元素扩散迁移和表面形成双氧化层结构.焊后热处理改善了CLAM钢焊缝耐液态Pb-Bi腐蚀性能.研究发现试样经760℃保温0.5 h的回火热处理后,耐腐蚀性能最好.均匀细小的马氏体组织有效地提高了焊缝的耐蚀性能,马氏体组织的尺寸大小是焊缝耐蚀性能的决定性因素.试样焊缝区最先损坏,表现为内氧化层中出现裂纹导致氧化层脱落.因此,提高反应堆结构材料焊缝处的耐腐蚀性能可以有效延长结构材料的使用寿命.     

Influence of Plasma Remelting on the Microstructure and Cavitation Resistance of Arc-Sprayed Fe-Mn-Cr-Si Alloy

Surface remelting is an important technique for modifying the microstructure of thermally sprayed coatings as it reduces the porosity and promotes a metallurgical bond between substrate and coating. Many studies have been carried out in the field of materials selection and surface engineering in an attempt to reduce cavitation damage. In this work, an Fe-Mn-Cr-Si alloy was deposited by arc spraying and then remelted by a plasma-transferred arc process. The base metal was a soft martensitic stainless steel. The influence of remelting current on coating and base metal microstructure and cavitation resistance was studied. The use of a lower mean current and a pulsed arc reduced the thickness of the heat-affected zone. In specimens remelted with constant arc current, dendrites were aligned parallel to the path followed by the plasma torch; while in those remelted with a pulsed plasma arc, the alignment of the microstructure was disrupted. The use of a higher peak current in pulsed-current plasma transferred arc remelting reduced mass loss due to cavitation. Fe-Mn-Cr-Si coatings exhibited cavitation-induced hardening, with martensite formation during cavitation tests. This transformation helps to increase the cavitation resistance of the remelted coating compared with the soft martensitic stainless steel base metal.     

新型Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co堆焊合金空蚀性能

采用钨极氩弧焊(TIG)将新型Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co合金堆焊于304不锈钢表面进行空蚀试验,通过失重比较不同合金的抗空蚀性能.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和显微硬度计对合金层进行分析.结果表明:Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co合金的耐空蚀性能均优越于304不锈钢,其中Cr-Ni-Co优于Cr-Ni-Mo;空蚀破坏优先出现在堆焊层的晶界处;Cr-Ni-Co合金在空蚀过程中发生了因奥氏体向马氏体的转变,有利于能量吸收,延缓了空蚀的进行,提高其耐空蚀性能;堆焊合金的抗空蚀能力与合金本身的硬度和加工硬化能力有关.     

ASTM G134装置的射流空化模拟与空蚀机理分析

为解释流动对射流空化和空蚀的影响,以ASTM G134射流空蚀实验台为对象,应用计算流体动力学方法揭示空蚀腔内的空化区形态,进而开展空蚀试验,获得试样表面的空蚀形貌,与模拟结果进行对比分析。结果表明：射流在空蚀腔内保持平稳发展的形态;射流核心段存在高速区,其外围为环形低压区,该环形区是产生射流空化的关键;射流与试样表面接触后,试样表面的空蚀区与环形空化区相对应。试验结果表明,在空蚀试验初期,试样表面的空蚀区呈环形,与模拟结果一致;随着空蚀的发展,环形空蚀区扩大,空蚀由环形区向试样中心区扩散;空蚀时间的继续延长导致试样中心区亦出现严重的材料剥落,此时试样的累积质量损失仍在增长,但累积质量损失率保持稳定。     

郁金香坡口焊接接头焊后TIG重熔数值模拟

针对高速转向架构架上新设计的郁金香坡口焊接接头,运用ABAQUS有限元软件对该形式接头多道焊和焊后TIG重熔处理进行了数值模拟,分别计算了多道MAG焊和焊后TIG重熔处理的温度场、残余应力场和应变,对比分析该接头形式MAG焊后和TIG重熔处理后在不同路径下的横向与纵向残余应力及应变分布.结果表明,TIG重熔影响区产生的...     

Deformation of specimen during laser surface remelting

During laser surface remelting, thermal expansion in heating, and contraction of material in cooling, and due to microstructure changes in the heated surface layer, the specimen deforms. This induces volume changes during the process of remelting the thin surface layer and causes internal stresses. By measuring the deformation of the specimen during the remelting process as well as after the laser beam interaction, i.e., to the moment when the specimen cools down to the ambient temperature, it is possible to follow the progress of deformation in the specimen material. Detailed information on the deformation events in the specimen material during the laser remelting process of a thin surface layer enables the engineer to optimize the process variables in terms of amount of deformation or magnitude of residual stresses on completion of cooling.     

铸铁表面的合金及强化方法

提高铸铁表面的耐磨性,直接影响到其使用寿命。针对提高铸铁耐磨性的问题,介绍了用ＴＩＧ电弧对涂敷合金元素的灰口铸铁表面进行局部重熔处理,找出了电弧电流、电弧移动速度等工艺参数对试样表面性能的影响规律。并在不同条件下,对重熔层的相结构、元素分布、显微组织、硬度和耐磨性进行了测试和分析。结果表明,用ＴＩＧ电弧进行重熔处理能使灰口铸铁表面产生多种强化效果,尤其是通过合金化后强化效果更好,使表面性能有很大提     

氩弧重熔对Q235钢热浸镀铝层组织和性能的影响

采用氩弧重熔技术对Q235钢热浸镀铝层进行改性处理,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对重熔前后组织进行了观察,并测定了重熔前后截面显微硬度.研究了重熔工艺参数对热浸镀铝层组织和性能的影响.结果表明,热浸镀铝层经氩弧重熔处理后,分层现象消失,组织上梯度过渡,试件由重熔层和淬硬层及基体构成.氩弧重熔处理能明显提高热浸镀铝层的显微硬度.氩弧重熔工艺参数对重熔层深度、硬度和裂纹率影响较大,焊接电流增加或焊接速度减小时,重熔层深度增加,硬度升高,裂纹率下降.     

Effect of Ni Interlayer on Cavitation Erosion Resistance of NiTi Cladding by Tungsten Inert Gas(TIG)Surfacing Process

The NiTi cladding with/without Ni interlayer was prepared on stainless steel(SS) by tungsten inert gas(TIG) surfacing process,aiming at achieving good cavitation erosion resistance.The ranking according to the cavitation erosion resistance is NiTi plate NiTi-Ni-TIG cladding NiTi-TIG cladding SS.The better cavitation erosion resistance of NiTi-TIG and NiTi-Ni-TIG claddings than SS substrate is due to their higher micro-hardness and superelasticity.Furthermore,the existence of Ni interlayer can decrease the amount of brittle intermetallic compounds,such as Fe2 Ti,and inhibit the crack generation,which results in the higher cavitation erosion resistance of NiTi-Ni-TIG compared with NiTi-TIG cladding.Thus,the cavitation erosion resistance of NiTi cladding prepared by TIG surfacing process can be improved by employing Ni interlayer.