钴基堆焊合金在磁场作用下组织性能的研究

系统地研究了磁场强度日和焊接电流，对钴基堆焊合金堆焊层硬度和耐磨性的影响，发现当磁场强度日和焊接参数相匹配时，焊缝组织才能获得最佳的细化效果。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，而且由磁场产生的电磁搅拌能够提高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。     

Fe对NiAl金属间化合物光束堆焊层成形及组织结构的影响

采用X射线衍射、SEM、EDS等分析方法，研究了铁元素对光束堆焊合成NiAl金属间化合物层的成形和组织结构的影响规律。结果表明，光束堆焊镍铝混合粉制备NiAl金属间化合物层时，NiAl的高熔点导致堆焊层成形困难。在镍铝混合粉中加入适量铁粉（11at％～28at％）可以降低堆焊合金体系的熔点、改善堆焊层成形。随着铁粉加入量的增加，堆焊层的稀释率呈现先增加后降低的趋势，过多的铁粉加入量（43at％）将使熔池金属不能润湿母材。铁元素的引入使堆焊层中析出了Fe3Al相，随着堆焊层中含Fe量的增加，Fe3Al的析出量增加，堆焊层的微观组织为NiAl柱状晶和柱状晶间的Fe3Al条状相。     

外加纵向磁场对Co基堆焊合金力学性能的作用

对低碳钢表面进行钴基等离子弧堆焊时外加纵向磁场,系统地研究了磁场强度H和焊接电流I对堆焊层硬度和耐磨性的影响,发现当磁场强度H和焊接规范相匹配时,堆焊层组织才能获得最佳的细化效果,并对此进行了系统的理论研究分析.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,而且由磁场产生的电磁搅拌能够提高堆焊层金属的硬度,使堆焊层的耐磨性也显著增强,从而提高堆焊层金属的综合力学性能.     

Co基堆焊合金力学性能的磁场控制

将直流纵向磁场引入等离子弧钴基合金堆焊过程中,研究了磁场强度和焊接电流对堆焊层硬度和耐磨性的影响,并对磁场作用机理进行理论研究分析。结果表明:磁场强度应和焊接电流配合使用;适当的外加磁场不仅可以细化堆焊层金属组织的晶粒,而且由磁场产生的电磁搅拌能够提高堆焊层金属的硬度,使堆焊层的耐磨性也显著增强,从而提高堆焊层金属的综合力学性能。     

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.     

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.     

等离子弧堆焊合金力学性能的研究

对低碳钢表面进行Fe3,Fe5和Co基合金粉末等离子弧堆焊时外加纵向磁场,系统地分析了磁场强度对3种合金堆焊层金属硬度和耐磨性的影响规律.结果表明:在一定的焊接参数作用下,当磁场电流为3 A时,无论对哪种合金粉末进行等离子孤堆焊,堆焊层金属的组织均可以得到最佳的细化效果,而且由磁场产生的电磁搅拌能够提高堆焊层金属的硬度,使堆焊层的耐磨性也显著增强,从而提高焊缝金属的综合力学性能.     

磁场参数对堆焊层组织性能的影响

对低碳钢表面进行Fe5,Fe3和钴基合金粉末等离子弧堆焊时外加纵向直流磁场,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、宏观硬度检验等手段对试样进行测试分析,系统地分析了磁场强度对三种合金堆焊层硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,在适当的磁场参数作用下,堆焊层金属可以获得最佳的细化效果,从而改善堆焊层金属的硬度和耐磨性;而且在堆焊不同的合金粉末时,发现最佳电磁搅拌作用下的磁场强度大小趋于定值.     

D227、D237焊条堆焊金属组织及显微硬度研究

分别采用D227和D237两种堆焊焊条,在45号钢基体上进行了焊条电弧焊堆焊试验.分析了在相同焊接条件下获得的堆焊层金属的显微组织和显微硬度,讨论了合金元素对堆焊层金属显微组织及显微硬度的影响.研究表明,堆焊金属与基体金属具有良好的冶金结合,第一层堆焊金属受基体金属的稀释程度影响明显,界面处金属过渡层的宽度因焊条种类的不同而异;各层堆焊金属中合金元素Cr、Mo、V含量随堆焊层数的增加而提高,堆焊金属的显微组织及显微硬度与堆焊焊条合金元素的含量有关,与其硬质相的类型、性能及分布等有关.     

Ni-Al系金属间化合物光束堆焊层的成形及析出相特征

采用X射线衍射、SEM、EDXS及显微硬度等方法，研究了光束堆焊Ni，Al混合粉末制备的金属间化合物涂层的成形和微观组织特征．结果表明，堆焊层的成形与堆焊材料的比热容量和熔点有关．采用Al含量(原子分数)高于50％或不超过25％的堆焊材料，均可获得成形良好的光束堆焊层，但Al含量过高将使堆焊金属的致密度降低．当堆焊材料中Al含量为50％-75％时，堆焊层全部由金属间化合物(Al1.1Ni0.9，Al3Ni2和Al3Ni)组成；当采用富Ni堆焊材料(不超过25％Al)时，堆焊层中将析出较多的γ-Ni固溶体，得到由γ-Ni和Ni3Al金属间化合物组成的显微组织；而采用富Al堆焊材料(80％Al)将导致堆焊层中析出大量Q—Al，其显微组织为在α—Al (α—Al Al3Ni)亚共晶基底上分布有Al3Ni2金属间化合物相．     

堆焊齿轮轴断裂失效原因分析

采用宏微观形貌分析、化学成分分析、SEM微观形貌分析、EDS腐蚀产物成分分析等手段,分析了堆焊齿轮轴断裂的原因。结果表明,齿轮轴的断裂属于疲劳断裂,堆焊层存在气孔和裂纹等焊接缺陷以及堆焊导致的渗碳层的软化共同导致了齿轮轴的疲劳断裂。     

Solidification paths in modified Inconel 625 weld overlay material

Abstract

Inconel 625 is commonly used for overlay welding to protect the base metal against high temperature corrosion. The efficiency of corrosion protection depends on effective mixing of the overlay weld with the base metal and the subsequent segregation of alloy elements during solidification. Metallographic analysis of solidified samples of Inconel 625 with addition of selected elements is compared with thermodynamic modelling of segregation during solidification. The influence of changes in the melt chemistry on the formation of intermetallic phases during solidification is shown. In particular, focus is put on how the composition of the dendrite core is affected by modifications to the alloy. It has previously been shown that when the overlay material corrodes, the corrosion take place in the dendrite core. Therefore, the discussion will be directed towards explaining the extent to which the variations in chemical compositions influence the composition of the dendrite core of the weld overlay.     

The Effect of Nb and S Segregation on the Solidification Cracking of Alloy 52M Weld Overlay on CF8 Stainless Steel

The weld overlay of Alloy 52M (a nickel-based filler metal) on a cast 304 (CF8) stainless steel (SS) was made to simulate overlay welding of the safe end of reactor pressure vessels in nuclear power plants. The deteriorated effect of sulfur on solidification cracking of the Alloy 52M overlay was highlighted by using a CF8 substrate with 0.14 wt.% S. Severe solidification cracking was observed when Alloy 52M was directly overlaid on the CF8 substrate. To lower the cracking susceptibility, ER 308L was deposited on the CF8 SS as a buffer layer before the subsequent deposition of Alloy 52M. Under such circumstances, the region near the weld interface between the SS buffer layer and Alloy 52M overlay was susceptible to solidification cracking. The formation of γ-NbC(N), γ-Laves, and γ-(Fe-Ni-S) eutectic-type constituents at the solidification boundaries was responsible for cracking near the weld interface. Nevertheless, depositing two layers of 308L prior to applying Alloy 52M could effectively reduce the cracking susceptibility of the overlay.     

镍基合金复合钢板的焊接

环化塔预热器壳体的设计材料是Hastelloy C-276、Monel 400两种镍基合金复合不锈钢板,焊接是制造这台设备的关键技术.通过分析镍基合金复合钢板的焊接特点,指出镍基合金复合钢板焊接的关键是控制基层根部焊接时,焊缝金属中不要熔入复层合金成分;复层堆焊后的合金成分接近或达到焊材的化学成分,满足耐蚀要求.采用台阶式坡口形式,是避免根部焊缝金属互熔的最好措施;控制焊接线能量的多层焊是保证堆焊复层耐蚀性的关键.     

电磁搅拌对超高硬度堆焊层组织和性能的影响

对超高硬度堆焊外加纵向间歇磁场,通过电磁搅拌对堆焊层金属的组织形态、夹杂物以及焊缝金属化学成分均匀性的影响,来改善焊缝质量。     

热丝脉冲TIG堆焊Inconel625成型质量优化与性能

基于中心复合试验设计方法,采用热丝脉冲TIG工艺在AISI 4130基体上堆焊Inconel 625合金。借助响应面法建立了焊缝几何特征与工艺参数之间的数学模型。根据优化后的工艺参数,获得了平坦、连续、无缺陷的多道两层堆焊层。堆焊层微观组织主要由柱状晶组成,在融合界面附近存在少量的平面晶与胞状晶,其顶部组织为等轴晶与转向晶。利用动态极化曲线法对基体与堆焊层的耐腐蚀性能进行了评价。结果表明：堆焊层的耐腐蚀性随着Fe含量的增加而降低,但增加堆焊层的层数可以显著提高耐腐蚀性能。而且,两层堆焊层试样与铸态Inconel 625的耐腐蚀性能基本相当。     

Al-Si-Mn Alloy Coating on Aluminum Substrate Using Cold Metal Transfer (CMT) Welding Technique

The cold metal transfer (CMT) process was explored as a weld overlay technique for synthesizing Al-Si-Mn alloy coating on a commercially pure Al plate. The effect of welding speed on the bead geometry, deposition rate, and the dilution were studied and the best parameter was used to synthesize the coatings. The CMT process can be used to produce thick coatings (>2.5 mm) without porosity and with low dilution levels. The Vickers hardness number of the Al substrate increased from 28 in the bulk to 57 in the coating. It is suggested that the CMT process can be an effective and energy-efficient technique for depositing thick coatings and is useful in weld repair of aluminum alloy components.