钨对铁基堆焊层回火稳定性的影响

本文借助于金相显微镜，X-射线衍射仪和硬度计研究了W对铁基堆焊层回火稳定性的影响。结果表明：W能提高堆焊层回火稳定性，W的质量分数为6%的堆焊层经600℃回火时，其硬度为57HRC。     

TiC含量对铁基复合材料力学性能及耐磨性能的影响

利用机械合金化(MA)和真空热压烧结(HP)的方法,以Ti粉、石墨粉和灰铸铁粉为初始原料,原位合成了TiC颗粒增强的铁基复合材料。利用XRD和FESEM (附带EDS)研究了复合材料的物相成分、微观结构和增强体的分布情况。利用密度测试仪、洛氏硬度计、电子万能试验机和销-盘式两体磨料磨损试验机分别测试了复合材料的密度、硬度、压缩应力-应变和抗两体磨料磨损性能。结果表明:在70 MPa压力下于1200℃烧结60 min制备的原位TiC颗粒增强的铁基复合材料只含TiC和α-Fe,并且TiC颗粒弥散均匀分布于Fe基体中。当原位TiC的含量为40%(质量分数)时,该复合材料的综合性能最佳,其相对密度和硬度分别达到96.54%和34 HRC (未热处理);同时压缩性能也最佳,其压缩弹性模量、屈服强度、最大压缩强度和断裂应变分别为19.6 GPa、420 MPa、605 MPa和6.1%;其具有最好的耐磨性能,当载荷为1.5 kg时,其相对耐磨性是纯灰铸铁的2.67倍。     

铌对高铬铸铁堆焊层耐磨性的影响

采用药芯焊丝堆焊的方式,以碳含量5%～6%和铬含量22%左右的高铬铸铁为基础,通过调整焊丝中铌的加入量,探讨了不加铌元素和添加6%的铌元素时,铌对耐磨性能的影响机理.铌在高铬铸铁中全部以碳化铌的形式存在,与碳化铬互不相溶.通过加入6%的铌,耐磨性能提高了16.9%.碳化铌的数量与铌的加入量有关.碳化铌形状为菱形.     

碳化铌对铁基碳化钨耐磨堆焊合金中碳化钨溶解的影响

采用自行研制的铁基碳化钨耐磨堆焊药芯焊丝,通过钨极氩弧焊(TIG)在Q235上制备Fe-Nb-C-B-Ni-WC(30%)合金.改变合金中铌含量(1.0%,2.5%,3.8%),研究铌含量对Fe-Nb-C-B-Ni-WC(30%)合金中碳化钨溶解的影响.结果表明,铌含量对合金中碳化钨的溶解程度有很大影响,优先在碳化钨周围生成的细小NbC对碳化钨溶解起抑制作用,而其生成量决定了抑制碳化钨溶解作用的强弱.铌含量为2.5%的合金中生成的NbC有效的抑制了碳化钨的溶解,使碳化钨颗粒保留的比较完整.     

低频纵向磁场对堆焊层硬度及耐磨性能的影响

采用埋弧堆焊技术在母材表面堆焊特种材料,通过大量的工艺试验及对焊缝宏观参数的测量,研究了在外加纵向磁场的情况下,激磁电流及磁场频率对焊缝成形、堆焊层硬度以及对堆焊层耐磨性能的影响.结果表明,外加低频磁场在激磁电流1.5A,磁场频率10 Hz下,电磁搅拌可以有效地减少柱状晶特征,有效地提高堆焊层熔敷金属的硬度,提高焊缝金属的耐磨性能.     

亚温淬火对NiCrMo-3堆焊层耐磨性能的影响

研究了亚温淬火对NiCrMo-3堆焊层显微组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明,与未淬火试样相比,亚温淬火后NiCrMo-3堆焊层的晶粒较小,呈絮状分布。堆焊层表面的主要物相为金属间化合物CrO₂和NiFe₂O₄,基体间存在Ni、Cr元素形成的间隙化合物。亚温淬火后堆焊层的硬度较高并具有良好的耐磨性能,且强度提高,但韧性下降。亚温水淬时的摩擦因数在摩擦过程中减小,拉伸断口中的脆硬相之间有韧性带状组织。     

密度对铁基粉末冶金材料多元共渗层耐磨性能的影响

对不同密度铁基粉末冶金材料多元共过层的耐磨性能进行了研究．结果表明，经多元共修处理后，密度低的铁基粉末冶金材料的耐磨性能好于密度高的铁基粉末冶金材料．     

铌元素含量对等离子堆焊镍基合金的影响

采用添加了5种不同比例Nb粉的镍基复合合金粉末,通过等离子堆焊技术在304L上进行堆焊,并对堆焊层的显微组织、元素分布和显微硬度进行对比分析。结果表明,堆焊层组织主要由γ-Ni树枝晶、枝晶间的共晶组织、Cr的硼化物、弥散分布的NbC颗粒等相组成。当Nb粉含量为5wt%时硬度值最高,相比于纯镍基合金堆焊层显微硬度提高了约40%。     

铁基陶瓷复合堆焊层的研究

为提高材料本身的硬度和耐磨性,提高工件的使用寿命,降低成本,试验采用等离子弧堆焊的方法在低碳钢表面堆焊一层合金粉末,使其原位自生形成大量的陶瓷硬质相.通过硬度、金相检验和XRD衍射分析陶瓷相的生成情况及其对硬度和耐磨性的影响.试验结果表明:合理的调整合金系统各组分含量,选择适当的焊接工艺参数(焊接电流、焊接速度等),在堆焊层中可形成大量的陶瓷硬质相,硬度和耐磨性有很大幅度的提高.适当地增加碳含量有利于陶瓷相的生成.     

陶瓷硬质相对铁基堆焊层组织与性能的影响

在低碳钢基体上涂敷一层南钛铁、硼铁、硅铁、高碳铬铁等构成的合金粉末,采用正极性等离子弧堆焊技术进行堆焊,利用原位自成法生成陶瓷硬质相,得到硬度在58HRC以上且耐磨性好的堆焊层.实验结果表明:通过原位自生法在堆焊层中生成了大量的陶瓷硬质相,包括Cr2B、TiC、Si5C3、Cr7C3、B4C等,与直接加入陶瓷硬质相比较,大大节省了成本.     

钒对铁基碳化钨耐磨堆焊层组织和性能的影响

在自研制的碳化钨管状药芯焊条中添加不同含量的钒元素（0%~3%）并制备堆焊合金,通过SEM,XRD,EDS等研究分析手段,研究不同钒含量对碳化钨耐磨层组织性能的影响规律.结果表明,钒含量与堆焊层中碳化钨颗粒的溶解程度密切相关,钒优先将碳化钨颗粒分解出的碳原子以碳化钒形式固定,从而抑制了碳化钨颗粒的分解,钒元素含量决定了碳化钨溶解的强弱,含有2%钒元素的堆焊层中生成适量碳化钒有效抑制了碳化钨的溶解.钒元素的加入还能强化碳化钨堆焊层基体金属的硬度,降低堆焊层中碳化钨颗粒剥落的风险,有效提高了堆焊层的耐磨性.     

稀土元素Y对铁基耐磨堆焊层组织和性能的影响

通过改变稀土元素Y在高铬铸铁耐磨合金体系中的添加量,研究Y元素对堆焊层组织和性能的影响,从而使堆焊层组织发生良性转变,达到提高堆焊合金耐磨性的目的。采用药芯焊丝混合气体保护法明弧堆焊的方法在母材Q235钢表面制作堆焊合金,采用XRD、SEM对堆焊层进行微观组织观察及物相表征;通过洛氏硬度计、湿砂橡胶轮式磨损测试机进行宏观硬度测试、磨损性能测试,并观察磨损形貌,对堆焊层耐磨性进行评价。结果发现,堆焊层主要由奥氏体(γ-Fe)、铁素体(α-Fe)、M₇(C,B)₃、M₂B相组成,添加适量的稀土元素Y后,可以使硬质相分布更加均匀,晶粒更加细小。随着Y元素添加量的提高,堆焊层的硬度、磨损量呈现先减小后增加的趋势。Y元素添加量为1.6%时,堆焊层硬度为67.5 HRC,较未添加时提高17.2 HRC;此时磨损量最小为0.864 g,磨损机制为磨粒磨损。     

Nb和N对Fe-Cr13-C堆焊层金属耐磨性能的影响

在Fe-Cr13-C耐磨堆焊焊条药皮中加入Nb和N进行合金化并进行堆焊试验。采用光学显微镜、扫描电镜观察堆焊层金属的显微组织;利用滑动摩擦磨损试验机测试堆焊层金属的耐磨性能,研究Nb和N对Fe-Cr13-C堆焊层金属耐磨性能的影响。结果表明:堆焊层金属中铌和氮的加入能细化马氏体,并且使析出相分布更未均匀,具有明显的细晶强化和析出强化作用,硬度提高约25%;使摩擦磨损磨痕最大深度减小约72%,平均磨痕截面积减小约81%,耐磨性能得到显著提高。     

硼含量对Fe-Cr-C堆焊层性能的影响

在Fe-Cr-C的基础上加入较多的硼能形成Fe2B硬质相,可以有效地提高堆焊层的硬度.文中以高碳铬铁堆焊合金为基础,在其中加入不等量的硼,研究了硼对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金的硬度和显微组织的影响.研究表明,当含硼量从4%逐渐增加到5%时,堆焊层宏观硬度逐渐增加,且随着硼含量的增加,硬质相的密度显著增加.     

发动机缸体堆焊层的组织与耐磨性能研究

采用等离子堆焊技术对发动机缸体基材进行了表面改性处理,研究了不同工作电流下Ni50和Ni60合金粉末涂层对堆焊层组织与耐磨性能的影响。结果表明,随着堆焊电流的增加,堆焊层组织逐渐从典型的枝晶组织转变成花瓣状、块状或胞状晶组织。Ni60堆焊层的耐磨性能高于Ni50堆焊层,且都明显高于发动机缸体基材的耐磨性。     

铌铸铁的耐磨性能

用铌中间合金处理铁水,对所浇注的试样作了耐磨性试验研究表明,当含铌量为0.15～0.4％时,铌铸铁较普通铸铁耐磨性提高5倍左右.     

热等静压对Inconel 690镍基合金堆焊层组织与耐磨性能的影响

使用自动化TIG焊方法在347不锈钢表面堆焊了Inconel 690镍基合金。采用热等静压(HIP)工艺在1120℃对Inconel 690镍基合金堆焊层进行了消除缺陷处理,并对HIP前后的堆焊层组织与耐磨性能进行了研究。结果表明:Inconel 690合金堆焊层经过HIP处理后,可消除其内部缺陷和组织偏析,同时靠近熔合线界面的堆焊层区域组织由柱状树枝晶转变为粗大的奥氏体,原始焊缝层与层之间的界面也被消除。HIP处理后,堆焊层的硬度明显下降。这是由于堆焊层内部晶粒取向发生变化,位错产生了运动,缠结的位错重新组合,导致位错密度下降,同时,堆焊层内部的焊接残余应力也得到了释放。HIP处理后,堆焊层耐磨性变差,磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。     

铁基堆焊层的组织及性能的磁场控制

在铁基合金碳弧堆焊过程中加入直流横向磁场,磁场通过与电弧和熔池之间的电磁作用,细化堆焊层金属的组织,改善硬质相的形态及分布。焊后通过对试样进行硬度、磨损试验以及显微组织分析,研究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;磁场电流为4A时,堆焊层的性能最佳。     

碳化钨/高锰钢堆焊层的制备工艺及耐磨性能

采用氧乙炔焰在Q235钢基体上制备碳化钨/高锰钢堆焊层,通过调节碳化钨的种类、粒度和含量来对比组织、性能上的差异。试验结果表明,在堆焊层中碳化钨颗粒分布均匀,颗粒周围产生共晶组织,且堆焊层的硬度随着碳化钨颗粒的数量、碳化钨颗粒尺寸的增加而上升;耐磨性随着碳化钨颗粒度的减小和碳化钨数量的增加而增加,其含量达到40%时为最佳,经冲击强化后堆焊层性能进一步提升。     

外加磁场对钴基堆焊合金耐磨性能的影响

对低碳钢表面进行钴基等离子弧堆焊时外加纵向磁场,发现当磁场强度和焊接工艺参数相匹配时,焊缝组织才能获得最佳的细化效果,并着重分析了磁场强度和焊接电流对钴基合金堆焊层硬度和耐磨性的影响.结果表明,引入适当的外加磁场不仅可以细化堆焊层金属组织的晶粒,而且能够改善堆焊层金属的硬度和耐磨性,从而提高堆焊层金属的综合力学性能.