不同时效处理对堆焊层的硬度和耐磨性影响

研究了2种不同堆焊材料的堆焊层，随不同温度，不同时间时效处理的组织和性能变化，并采用SEM对其磨损表面微观形貌进行了观察和分析，试验结果表明，不同焊材堆焊层，焊态时硬度高但耐磨性低，堆焊层的焊态与经560℃时效态相比，焊态时的耐磨性较差；相同时效温度（560℃），长时时效硬度比短时时效态低，但其耐磨性优于短时时效态。     

激光扫描速度对Fe基火焰喷焊重熔层组织和耐磨性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射物相分析和显微硬度、耐磨性测定等试验手段, 研究了不同激光扫描速度对Fe基火焰喷焊重熔层组织和耐磨性的影响。试验结果表明, 经激光重熔后, 火焰喷焊层的组织得到不同程度细化; 喷焊重熔层的组织主要由γ-(Fe, Ni)及Fe₃Ni₂、FeNi₃、Cr₂B、FeB₂Ni₃、FeCrB等强化相组成; 随着激光扫描速度增加, 喷焊重熔层的硬度提高, 而且耐磨性均优于原始喷焊层。在相同激光扫描功率下, 经200 mm/min激光扫描后, 喷焊重熔层耐磨性最好。     

镍基合金等离子弧堆焊组织结构和显微硬度

应用光学金相、扫描电镜、X-射线衍射和显微硬度测试等手段,研究镍基合金等离子弧堆焊组织的结构和显微硬度以及时效过程中的物相和显微硬度变化。结果表明,合金层主要是由γ(Ni),Cr7(c,B)3,CrB和Ni3B等构成,表现出亚共晶的组织形态。时效过程中发生了由Cr7(C,B)3向Cr23(C,B)6的转变,时效后显微硬度平均提高约15％。时效过程中新相的析出、物相类型的转变和聚集长大是堆焊层显微硬度发生变化的原因。     

AZ61镁合金钨极氩弧焊焊缝时效处理

利用钨极氩弧焊对AZ61镁合金实施对接焊,并对固溶处理后的焊缝进行时效处理。利用扫描电镜、能谱仪、显微硬度仪和试样拉伸设备研究时效处理时间对焊缝微观组织和力学性能的影响。结果表明,时效处理使得融熔区和热影响区均有γ-Mg_(17)Al_(12)相析出,时效处理16 h试样的热影响区析出物出现连续状分布,明显提高了试样热影响区的硬度。200℃下时效处理2 h的试样综合力学性能最好,焊缝整体的拉伸强度提高了近135 MPa。     

预热对K360耐磨钢堆焊层组织与性能的影响

利用药芯焊丝对已磨损的K360 耐磨钢板进行CO 2 气体保护堆焊修复,在焊前进行不同温度的预热处理,并对不同预热处理的堆焊层进行了显微组织、XRD、硬度、冲击韧度及抗磨料磨损性能试验。结果表明,不同预热温度处理的堆焊层的组织均为马氏体+碳化物+少量残余奥氏体;经150,200 ℃预热处理,堆焊层硬度较高,韧性较高,耐磨性也较好,耐磨性分别可达到母材的1.583倍和1.494倍;预热温度250 ℃时,堆焊层的韧性较低,耐磨性也出现大幅下降,仅为母材耐磨性的1.148倍。     

6061铝合金FSW焊缝时效组织与力学性能研究

研究了6061铝合金搅拌摩擦焊接(FSW)焊缝单级时效和二级时效处理后组织与力学性能变化,结果表明:6061铝合金FSW焊缝固溶后自然时效处理,硬度为52HV,抗拉强度200 MPa;6061铝合金FSW焊缝固溶后再经(180 ℃×6 h)单级峰时效(T6态),硬度为93HV,抗拉强度为320 MPa,伸长率为12%;6061铝合金FSW焊缝经120 ℃×4 h+180 ℃×4 h二级峰时效处理后,硬度为112HV,抗拉强度为375 MPa,伸长率为11%。二级峰时效的试样组织中出现了条絮状析出相,并与针状析出相发生缠结,对位错移动产生阻碍,这是铝合金FSW焊缝经二级峰时效后强度和硬度比单级峰时效更高的重要原因。     

焊后热处理对K360钢堆焊层组织与性能的影响

利用药芯焊丝对已磨损的K360耐磨钢板进行CO 2气体保护堆焊修复,对堆焊层进行了400 ℃左右的回火处理,并对热处理前、后的堆焊层进行了显微组织、硬度、冲击韧度及抗磨料磨损性能试验。结果表明,未热处理堆焊层的组织为马氏体＋网状碳化物＋块状碳化物＋少量残余奥氏体,硬度高,冲击韧性较差,耐磨性可达母材的1.46倍;经热处理后,堆焊层的组织变为回火屈氏体＋碳化物,硬度较高,韧性较高,耐磨性也较好,达到了母材的1.32倍。     

低合金抗裂耐磨堆焊焊条的研制

针对耐磨料磨损的使用条件,采用正交试验方法优化设计低合金耐磨损抗裂堆焊焊条,通过硬度、金相组织、耐磨性、抗裂性等试验,分析堆焊层的显微组织结构。试验结果表明,堆焊层组织为混合型马氏体和少量残余奥氏体+弥散分布的一次NbC,低碳马氏体和高碳马氏体数量相当。堆焊层硬度达到HRC58,具有高的耐磨性,且该焊条具有较高塑韧性,堆焊层抗裂性高,焊前不预热,焊后不缓冷,连续堆焊不产生裂纹,达到了研究目标的要求。     

电子束重熔Ni60A自熔合金涂层的研究

用电子束重熔、等离子喷涂和等离子堆焊方法制备Ni60A自熔合金涂层。通过SEM、电子能谱和显微硬度分析表明,电子束重熔涂层与基体的结合较好、气孔率较低、细小的脆性相在涂层中起弥散强化作用,其显微硬度最高。磨损实验也证明了电子束重熔涂层的耐磨性最好。     

CMT堆焊巴氏合金堆焊层组织及力学性能

采用冷金属过渡(CMT)技术在20钢表面制备了巴氏合金堆焊层，利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机分别对堆焊层的金相形貌、物相组成、显微组织、元素分布、硬度和摩擦因数进行测试。结果表明，巴氏合金堆焊层的相结构并未发生变化，由硬质点SnSb相、Cu₆Sn₅相和软基体α-Sn相组成；由于热输入的降低，巴氏合金堆焊层的冷却速率提高，堆焊层晶粒明显细化，硬度约为40HV_0.1,远高于铸造巴氏合金；由于显微硬度升高，巴氏合金堆焊层的摩擦因数和比磨损率均降低，分别为0.31和1.38×10^-5 mm³/(N·m);巴氏合金堆焊层的磨损机理为磨粒磨损。CMT堆焊技术可有效提升巴氏合金的硬度和耐磨性。     

激光熔凝对生物可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金组织和性能的影响

通过激光熔凝技术,在可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金表面制备了一层熔凝层,并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高速往复摩擦实验机、显微硬度计、电化学工作站和浸泡实验系统评估了熔凝层的微观组织、摩擦磨损性能、硬度和腐蚀行为。结果表明:铸态和激光熔凝试样均主要由α-Zn基体相、Mg2Zn11和FeZn13相组成。激光熔凝层组织较锌合金基体致密且FeZn13第二相趋于圆整和细化。在Hank’s溶液中的摩擦磨损实验表明,激光熔凝试样的摩擦系数为0.821、磨损损失为1.7 mg,相对于铸态试样具有更低的摩擦系数和磨损失重量。腐蚀磨损机理主要为犁削和轻微的磨粒磨损;激光熔凝试样在Hank’s溶液中的腐蚀电位为-1.030 V vs.SCE、腐蚀电流密度为37.4μA/cm2、腐蚀速率为498.0μm/a,相对于铸态试样具有更正的腐蚀电位、更低的腐蚀电流密度和腐蚀速率。激光熔凝试样在Hank’s溶液中浸泡30和90 d后的降解速率分别为39.2和28.7μm/a,较铸态试样分别降低了9.4%和3.7%,表现出更优异的耐腐蚀性能。     

铁基激光熔覆层的微观结构和摩擦磨损性能研究

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。     

单体液压支柱缸体激光熔覆Ni60A+20％WC性能

结合煤矿特殊环境特点,以煤矿单体液压支柱缸体用钢27SiMn为基体,激光熔覆Ni60A+20％WC合金粉末制备熔覆层。采用扫描电镜、硬度计、磨损实验机、盐雾试验机对熔覆层性能进行分析研究。结果表明：熔覆层与基体间为冶金结合,熔覆层耐磨性比基体材料有较大提高。熔覆层有很高的显微硬度和较强的耐腐蚀性能。     

激光熔覆TiC增强镍基熔覆层的微观组织与耐磨性研究

选择微纳尺度TiC为增强相、镍粉为基体粉,利用激光熔覆技术制备TiC增强镍基熔覆层,考察了TiC对熔覆层微观结构和耐磨性的影响。结果表明,镍基熔覆层组织以γ-Ni和TiC为主;高TiC含量时易引起熔覆层顶部TiC偏聚;随着TiC含量增加,熔覆层的硬度逐渐增大且表层硬度升高更为明显;三体磨损实验结果表明,复合熔覆层的耐磨性随着TiC含量升高而降低,表明冲击载荷下脆性增强相不利于提升熔覆层的耐磨性。     

时效处理对QBe2合金弯曲变形与微观组织的影响

通过三点弯曲实验和金相分析, 研究了时效处理对QBe2合金弯曲变形与微观组织的影响。结果表明, 相同状态下(硬态、半硬态), 在300, 350, 400, 450 ℃下进行时效处理, 随温度升高, QBe2合金最大弯曲变形应力均比原始试样减小;硬态、400 ℃/4 h时效处理后合金的最大弯曲应力最小, 为23.52 GPa;时效后硬态铍青铜的抗弯曲变形效果比半硬态好;随时效温度升高, 组织内γ相含量、晶界反应量不断增多。     

不同峰时效处理后Al-Cu-Mg-Ag合金的显微组织和晶间腐蚀性能

通过维氏硬度试验、拉伸试验、晶间腐蚀试验、极化曲线试验以及透射电镜和扫描电镜观察,研究了不同峰时效状态(165 ℃/16 h、180 ℃/6 h和190 ℃/2 h)下Al-Cu-Mg-Ag合金的力学性能、显微组织和晶间腐蚀性能的差异。研究结果表明: 3种峰时效状态下,180 ℃/6 h时效状态合金的Ω相和θ'相总数量密度最高,其抗拉强度和屈服强度分别为513.6 MPa和463.4 MPa。当时效温度达到190 ℃时,θ'相迅速粗化从而抑制Ω相的析出,降低了Ω相的数量密度。另外,不同峰时效状态的无沉淀析出带(PFZ)宽度从大到小依次为: 180 ℃/6 h>190 ℃/2 h>165 ℃/16 h。由于在晶间腐蚀过程中,PFZ作为阳极优先被腐蚀,因此180 ℃/6 h时效状态合金的抗晶间腐蚀性能最差,而165 ℃/16 h时效状态合金的抗晶间腐蚀性能最好。