马氏体耐磨堆焊药芯焊丝熔敷金属组织与性能

采用自制马氏体耐磨药芯焊丝制备马氏体堆焊层,通过焊接实验研究其焊接成形,并分析其组织和性能。结果表明:堆焊组织为马氏体+残余奥氏体组织,其平均硬度为50 HRC,堆焊层底部硬度低于表面硬度;堆焊层平均磨损失重为1.7 mg,堆焊层耐磨性优于42Cr Mo材料,堆焊层平均抗弯强度为1 182 MPa,与42Cr Mo钢材的抗弯强度较为接近。     

电流对等离子堆焊Fe90组织与性能的影响

利用等离子堆焊技术在304L不锈钢表面堆焊Fe90自熔性合金粉末。采用OM、XRD和TEM对堆焊层组织进行分析,用硬度计、环-块式摩擦磨损试验机和饱和甘汞电极对堆焊层的硬度、耐磨性和耐蚀性进行测试,研究焊接电流对堆焊层组织和性能的影响规律和作用机理。结果表明:Fe90堆焊层组织由马氏体,(Cr,Fe)_7C_3,CrFeB,CrB与Fe_3Si组成,硬度是基材的3.5~5.2倍,磨损量下降80%~85%,耐蚀性基本不变;堆焊电流为130 A时,堆焊层的硬度最高,耐磨性最佳。     

电流对等离子堆焊Fe90组织与性能的影响北大核心CSCD

利用等离子堆焊技术在304L不锈钢表面堆焊Fe90自熔性合金粉末。采用OM、XRD和TEM对堆焊层组织进行分析,用硬度计、环-块式摩擦磨损试验机和饱和甘汞电极对堆焊层的硬度、耐磨性和耐蚀性进行测试,研究焊接电流对堆焊层组织和性能的影响规律和作用机理。结果表明:Fe90堆焊层组织由马氏体,(Cr,Fe)_7C_3,CrFeB,CrB与Fe_3Si组成,硬度是基材的3.5~5.2倍,磨损量下降80%~85%,耐蚀性基本不变;堆焊电流为130 A时,堆焊层的硬度最高,耐磨性最佳。     

DJ5003焊条堆焊金属的显微组织及耐磨性能研究

采用DJ5003堆焊焊条在45钢表面制备了不同堆焊层数的合金,使用OM,SEM,显微硬度计、磨损试验机等设备对堆焊金属的组织性能进行了测试分析。研究表明,堆焊接头冶金结合良好,DJ5003焊条堆焊合金的显微组织由马氏体、残余奥氏体和碳化物等组成,随着堆焊层数的增加,堆焊层金属中马氏体和碳化物越来越细小、数量越来越多,且分布更均匀;堆焊层金属的显微硬度明显高于基体材料,且随着堆焊层数的增加,基体材料的稀释作用越来越小,堆焊层金属的硬度逐渐增高,而磨损量显著降低,当堆焊3层时,堆焊层金属的平均显微硬度达到HV776.4,而磨损量仅为0.303 g,磨痕犁沟最浅,耐磨性最好。     

Nb-Ti系堆焊层的组织和耐磨性的研究

为了提高焊条材料表面的耐磨性,通过对焊层中合金元素的设计,成功研制了一种适用于抗磨料磨损条件下的Nb-Ti系堆焊焊条(焊条代号109#).采用磨损试验机、硬度试验机、光学显微镜、扫描电镜、EDAX能谱分析仪对堆焊层的平均硬度、磨料磨损试验的磨损失重及微观组织进行了分析,研究了堆焊层合金系统的耐磨料磨损性能.结果表明,由于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-TiC颗粒,而且低碳马氏体和高碳马氏体数量相当.由于形成弥散的MC型碳化物第二相及强韧的基体,该焊条具有抗裂性好,焊前不需预热、焊后不需缓冷及连续堆焊不产生裂纹的特点.     

修复除尘管道用耐磨铁基堆焊合金的组织和性能

采用手工电弧焊在45钢上堆焊一种耐磨铁基堆焊合金。借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及材料试验机研究了堆焊铁基合金的组织和性能。结果表明,焊态耐磨铁基合金中存在高合金马氏体,其硬度为42.7 HRC,经500℃保温2 h后,堆焊合金的硬度为44.5 HRC,耐磨性有所提高。     

焊接材料及其生产设备

Nb-Ti系堆焊层的组织和耐磨性的研究 为了提高焊条材料表面的耐磨性,通过对焊层中合金元素的设计,成功研制了一种适用于抗磨料磨损条件下的Nb-Ti系堆焊焊条（焊条代号109^#）。采用磨损试验机、硬度试验机、光学显微镜、扫描电镜、EDAX能谱分析仪对堆焊层的平均硬度、磨料磨损试验的磨损失重及微观组织进行了分析,研究了堆焊层合金系统的耐磨料磨损性能。     

热处理工艺对含Y过共晶Fe-Cr-C堆焊合金组织与耐磨性的影响

制备含Y过共晶Fe-Cr-C堆焊合金,采用不同的热处理工艺,得到了不同基体的过共晶Fe-Cr-C合金。采用光学显微镜对其组织进行了观察,采用X射线衍射仪对其相结构进行了分析,采用硬度计、摩擦磨损试验机对其硬度和耐磨性进行了测定,采用扫描电镜对磨损形貌进行观察。结果表明,4种合金组织都是主要由初生碳化物以及共晶组织构成。焊态时,基体为奥氏体+部分马氏体;950℃退火后,基体为铁素体;950℃淬火后,基体为马氏体+残留奥氏体;450℃回火后,基体为回火马氏体+残留奥氏体。合金的硬度和耐磨性变化随基体组织的变化而变化,950℃退火试样硬度最低、耐磨性最差,950℃淬火试样硬度最高、耐磨性最好,450℃回火试样抗开裂性能较好。过共晶Fe-Cr-C堆焊合金的磨损机制主要是微切削和微犁削。     

堆焊电流对16Mn钢板堆焊层组织与性能的影响

为研究堆焊电流对刮板输送机中部槽堆焊层组织和性能的影响,采用手工电弧焊对与中部槽相同材料和热处理工艺的16Mn钢板进行不同强度电流的堆焊。通过对堆焊层进行组织观察和力学性能测试,分析了电流对耐磨堆焊层组织、硬度、耐磨性和韧性的影响。结果表明:堆焊层组织为马氏体、残余奥氏体和一些碳化物。随着堆焊电流的增大,残余奥氏体含量减少,马氏体变粗大,堆焊层硬度增大,韧性降低。不同电流的堆焊层冲击断口形貌均为河流花样,表明堆焊层韧性都不高。150 A电流焊接的堆焊层耐磨性最佳,主要是由于残余奥氏体起支撑作用。     

Mo元素对Fe-Cr-Mo-C堆焊合金组织和性能的影响

采用等离子弧堆焊技术对不同Mo含量的Fe-Cr-Mo-C系合金进行堆焊,研究不同Mo含量对Fe-Cr-Mo-C堆焊层组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对堆焊层组织和物相进行分析,采用显微硬度计对堆焊层显微硬度进行测试。结果表明:Fe-Cr-Mo-C合金组织由γ,M_(23)C_6,M_2C以及M_6C组成,随着合金中Mo含量的增加,M_(23)C_6数量逐渐减少,蜂窝状的共晶碳化物M_2C数量逐渐增多,且M_2C逐渐转变为菊花状的共晶碳化物M_6C,大量高硬度M_2C均匀分布在堆焊层中,使得w(Mo) 8.2%和w(Mo) 10.1%合金堆焊层顶端显微硬度平均值较高,达到HV_(0.2)795,有利于促进堆焊层耐磨性的提高。     

Cr-Mn-W-Mo-V耐磨堆焊合金的时效硬化研究

采用堆焊方法制备了Cr-Mn-W-Mo-V时效硬化合金,研究了合金元素含量对其时效硬度的影响.显微组织分析表明,该合金焊态时Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素大部分固溶于基体,时效后碳化物大量析出,使奥氏体因贫碳降低了稳定性而转变为马氏体.Cr-Mn-W-Mo-V合金焊态硬度为28～32 HRC,可进行车削加工,经640 ℃×8 h时效处理后硬度升高到57～58 HRC,其时效后的相对耐磨性是实芯焊丝H25Cr3Mo2MnV堆焊合金的2.56倍,克服了现行堆焊材料不能兼顾耐磨性和机械加工性的缺点.     

等离子弧熔覆Fe-Cr-Ti-C合金堆焊层的性能分析

采用等离子堆焊技术制备了不同Cr、Ti含量的Fe-Cr-Ti-C堆焊合金试样,借助于扫描电子显微镜、洛氏硬度计、湿砂磨损试验机等设备进行检测和试验,研究了Cr、Ti含量对合金硬度和耐磨性的影响。结果表明,等离子弧熔覆Fe-Cr-Ti-C堆焊合金可显著提高堆焊层的硬度和耐磨性。当Cr元素添加量为19.98%,Ti元素添加量为4.5%时,堆焊层的硬度和耐磨性达到最佳。     

多层熔敷堆焊各区域组织及性能研究

利用Fe基药芯焊丝对失效的5CrNiMo模具进行多层堆焊修复,之后对堆焊试样进行空冷处理。利用显微观察及硬度分析方法研究了各层堆焊合金的显微组织形貌及显微硬度分布。结果表明:焊后空冷处理条件下各层显微组织形貌及硬度分布差异较大,堆焊合金由第一层到第三层细小的板条回火马氏体逐渐减少,粗大的板条回火马氏体逐渐增多,最外表层堆焊合金组织主要为粗大的片状马氏体,同时堆焊合金的显微硬度由第一层到外表层逐渐升高,出现梯度分布,最外层堆焊合金显微硬度平均值达到了540 HV。堆焊时后层堆焊对前层进行了高温回火是各层显微组织及硬度分布出现差异的主要原因。     

基于铸钢堆焊用铁基高合金焊材的焊后热处理研究

采用Fe-Cr-Ni系药芯焊丝在ZG25CrNiMn基体表面进行埋弧堆焊,焊后分别进行空冷及200、300、400、500、600℃不同温度回火处理。通过金相显微观察、硬度检测、摩擦试验以及冲击试验和SEM扫描等试验方法分析了焊后不同处理对堆焊层组织、硬度、耐磨性及断裂机理的影响规律。结果表明:焊后采取不同处理,堆焊层的组织形貌、硬度、耐磨性以及断口形貌存在较大差异。焊后空冷条件下,堆焊层主要为粗大的片状马氏体组织,硬度较高,耐磨性及冲击韧性较低,断裂面出现较多的大面积平整断裂面,表现为明显的脆性断裂。焊后200℃低温回火条件下,组织和力学性能变化较小,当回火温度超过200℃时,随着回火温度的升高,堆焊层中原有的粗大片状马氏体逐渐减少,细小的板条状回火马氏体逐渐增多,硬度逐渐降低,耐磨性逐渐提高,同时堆焊层的韧性逐渐得到改善,断裂面中逐渐出现一定数量的较小较深的断裂韧窝。当回火温度达到500℃时,堆焊层的硬度降低,耐磨性较高,断裂面的断裂韧窝较多,当回火温度达到600℃时,堆焊层主要表现为细小的粒状回火索氏体,耐磨性降低。     

热处理对GCr15冷轧辊堆焊层组织和耐磨性影响

利用自行配置的高Cr药芯焊丝对GCr15冷轧辊钢进行堆焊,堆焊后分别进行空冷及400、500、600℃不同温度回火处理,研究了空冷及不同回火温度条件下堆焊层的显微组织、显微硬度以及耐磨性。结果表明:焊后空冷及不同温度回火条件下堆焊层的组织形貌、硬度及耐磨性具有较大的差异。焊后空冷条件下,堆焊层显微组织主要表现为力学性能较低的粗大片状马氏体,硬度较高但耐磨性较低;焊后随着回火温度的提高,粗大的片状马氏体逐渐转变为细小的板条状回火马氏体及粒状回火索氏体,硬度逐渐降低,当回火温度达到600℃时,硬度出现软化,当回火温度为500℃时,堆焊层的耐磨性最高。     

几种表面耐磨工艺的磨料磨损实验研究

采用表面堆焊工艺制备Fe-Cr-C、Fe-Cr-C-NbC两组堆焊试样,采用感应钎焊工艺制备YG8硬质合金钎焊试样,对试样的组织和耐磨性能进行了研究。结果表明,亚共晶Fe-Cr-C堆焊合金的显微组织主要为马氏体+共晶碳化物,其耐磨性较40Cr淬火钢有一定提升。添加3%~5%的NbC后,堆焊合金层中形成大量弥散分布的块状NbC硬质相,阻碍了磨粒对基体的切削作用,其耐磨性是Fe-Cr-C堆焊合金层的3.3倍。YG8硬质合金硬度为1280HV,相对耐磨性为Fe-Cr-C堆焊合金的29.8倍,表现出极高的耐磨性。     

不同热源加热对铁基合金层组织和耐磨性能的影响

利用中频感应炉和二氧化碳焊机两种不同热源在45钢上堆焊Fe55自熔性合金粉末与碳化钨、碳化硅的混合粉末,并利用XJL-02A光学金相显微镜、2500PC X-ray衍射仪对堆焊层金属的物相成分进行分析,并测试耐磨性和显微硬度。研究表明:铁基合金熔敷层组织主要为马氏体,在不同热源的加热下,合金组织的物相成分不尽相同,所获得的显微硬度和耐磨性也各不相同。     

低频脉冲磁场对Fe-Cr-C-B系堆焊合金组织性能的影响

为了提高Fe-Cr-C-B系堆焊合金的耐磨性能,在低频脉冲交流纵向磁场作用下进行明弧堆焊试验。借助X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、洛氏硬度计和磨料磨损试验机对堆焊合金的组织和性能进行了分析检测,研究了磁场电流对堆焊合金组织和性能的影响规律。结果表明,外加磁场可以显著改善堆焊合金的显微组织和力学性能。当磁场电流为3 A时,堆焊合金的组织由马氏体、残余奥氏体、M_7(C,B)_3和M_(23)(C,B)_6组成;基体组织细化,共晶组织增多并且大部分呈断续网状形态分布,有效地抵抗了磨料的磨削作用。此时,堆焊层的耐磨性最佳,硬度最高,为56 HRC,磨损量最少,为0.3895 g。     

合金元素对抗冲击磨损堆焊材料性能的影响

成功研制了一种适用丁抗冲击磨料磨损条件下的堆焊合金，合金系统为Fe—Mn—Cr—Mo—V，在受到较大载荷冲击后较焊态堆焊层硬度提高66％。因此陔堆焊合金的抗冲击磨料磨损性能和堆焊层金属的加工硬化效果都很优异。在保证堆焊层组织为奥氏体的前提下，系统地研究了合金元素Cr、Mo、V等多元复合强化提高抗磨料磨损的能力及其对堆焊层组织性能的影响规律。     

堆焊层数对埋弧焊WC增强堆焊层组织与性能的影响

采用药芯焊丝埋弧焊方法原位制备了WC颗粒增强铁基耐磨堆焊合金层,借助光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计、宏观硬度计以及磨粒磨损试验机等实验仪器,对比研究了不同焊接层数对堆焊合金层的显微组织及耐磨性的影响。结果表明,随着焊接层数的增加,堆焊层的硬度与耐磨性都呈先增加后下降的变化规律。当在基体上堆焊三层时,硬质相WC均匀分布在堆焊层中,其耐磨性达到最佳,是Q235钢的30倍左右。