铸造碳化钨颗粒增强PDC钻头胎体的三体磨损行为

采用无压浸渗工艺制备了铸造碳化钨颗粒增强PDC钻头胎体材料,胎体材料组织均匀,胎体中碳化钨颗粒完整,碳化钨颗粒与铜合金基体形成均匀扩散层。重点研究了PDC钻头胎体的三体磨料磨损行为和磨损机理。结果表明:铸造碳化钨颗粒形貌是影响PDC钻头胎体三体磨料磨损行为的主要因素。相对于破碎铸造碳化钨,球形碳化钨内部微裂纹少且无应力集中,具有耐磨增效作用,可显著提高PDC钻头胎体材料的三体磨损性能。球形碳化钨颗粒增强PDC钻头胎体的相对耐磨性是破碎碳化钨颗粒增强PDC钻头胎体的10倍。破碎碳化钨颗粒增强PDC钻头胎体的磨损表面呈现大量铜合金基体犁沟,多角状碳化钨颗粒被磨损变圆滑;而球形碳化钨颗粒增强PDC钻头胎体的磨损表面碳化钨颗粒突出林立,少量碳化钨颗粒被折断或发生破裂。     

利用等离子弧堆焊获得铁基合金+碳化钨硬质合金的复合堆焊层

利用新研制的外送碳化钨等离子弧焊枪系统 ,对F32 1铁基合金粉末和机械破碎的碳化钨硬质合金颗粒进行了堆焊 ,获得的复合堆焊层碳化钨合金颗粒分布均匀 ,堆焊层缺陷率低 ,焊道成型良好 ,碳化钨合金颗粒的质量分数可达 40 %～ 42 % ,堆焊后的碳化钨合金颗粒硬度值仍保持了原有的高硬度 ,颗粒表层重熔量小 ,合金元素扩散率低 ,获得的堆焊层胎体组织为马氏体 残余奥氏体 共晶 (马氏体 碳化物 ) ;碳化钨合金颗粒周围鱼骨状共晶没有扩散到胎体马氏体中 ,避免了复合堆焊层的整体脆化。试验对堆焊层的平均孔隙缺陷率进行了测算 ,测算结果为碳化钨合金颗粒平均孔隙缺陷率低于 1.5 % ,并对裂纹、孔隙分布及产生原因进行了分析     

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.     

激光重熔对电冶钢结硬质合金表面显微组织的影响

采用5.0kW横流CO2激光器对电冶钢结硬质合金DJW40表面进行重熔处理。对重熔区显微组织进行了研究,研究表明:激光重熔区分为熔凝区、过渡区及热影响区;熔凝区组织细小且致密,由粘结相和碳化物构成;大颗粒碳化钨部分溶解,小颗粒碳化物完全溶解;相比于基体,过渡区碳化物数量增多,过渡区的厚度与激光扫描速度成相反的变化;热影响区为相变硬化区,小颗粒碳化物有所增多。激光重熔可以大大改善电冶钢结硬质合金表面的组织结构。     

自生碳化物对高锰钢堆焊层组织和性能的影响

在D256焊条药皮中加入钒铁、石墨、稀土等,利用焊接电弧冶金反应自发生成碳化物增强颗粒.实验结果表明:堆焊层组织为奥氏体组织和弥散分布于基体中的硬质碳化物颗粒,硬度达到64 HRC,其耐磨性为D256焊条堆焊层的4倍.     

含内生碳化物颗粒的堆焊合金组织与磨料磨损性能

文中通过焊条电弧焊在Q235钢板上堆焊获得一种新的含内生碳化物颗粒的堆焊合金,采用光谱仪、硬度计、光学显微镜、SEM和EDAX能谱分析对合金的化学成分、组织和硬度进行了研究,在销盘型磨损试验机上进行了磨料磨损试验.结果表明,研制成功的堆焊合金组织为混合型马氏体和少量残余奥氏体+弥散分布的一次(NbCrTi)C颗粒,且低碳马氏体和高碳马氏体数量相当,内生复合碳化物(NbCrTi)C增强相在基体中弥散分布,局部有偏聚;强韧结合的基体能联结和支撑增强相,硬度达57HRC,耐磨性达到碳化钨焊条D707的3.6倍.     

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。     

自生碳化物增强高锰钢堆焊材料的研究

通过在D256焊条药皮中加入钛铁、钒铁、石墨、稀土以及中碳锰铁,利用焊接冶金反应在高锰钢堆焊层中自发生成碳化物增强颗粒以提高其耐磨性,优化焊条药皮成分及配比,初步研制出具有优良耐磨性能的高锰钢自生硬质碳化物堆焊材料。研究结果表明:该耐磨堆焊材料的堆焊层组织为奥氏体组织和弥散分布于基体中的硬质碳化物颗粒,堆焊层硬度达到53HRC,耐磨性优于D256焊条,具有较高的耐磨性。     

等离子堆焊球形碳化钨颗粒增强镍基合金堆焊层的组织与性能

采用等离子堆焊技术在304L不锈钢表面上堆焊碳化钨颗粒增强镍基合金层。研究了不同碳化钨颗粒含量对堆焊层组织形态、显微硬度的影响。结果表明,堆焊层组织包括树枝晶和枝晶间多元共晶组织;堆焊层中初始碳化钨颗粒沉积在堆焊层底部,堆焊层顶部无碳化钨区域出现新的鱼骨状和块状结构。在堆焊过程中,碳化钨颗粒发生熔解并与镍基合金元素相互作用形成低熔点共晶组织,以块状和长片状析出。随碳化钨含量增加,堆焊层平均硬度增加,堆焊层顶部鱼骨状和块状结构对堆焊层硬度没有影响。     

焊接材料对碳化铬堆焊复合钢板耐磨性能的影响

在工业加工应用中,滑动磨损会导致非常严重的设备组件损耗。堆焊板是众所周知的既经济又实用的耐磨损材料。本文主要研究和对比铁基碳化铬以及铁基碳化铬加硼焊丝对复合堆焊板磨损性能的影响。研究表明;堆焊层的耐磨损特性主要取决于碳化物的体积比、表面硬度及其合金成分。在奥氏体基体组织形成的碳化硼会提高加硼堆焊板堆焊层表面硬度,其细小的碳化硼颗粒提供了更多的碳化铬形核区,从而增加了碳化铬晶粒形成数目及体积分数,而使耐磨损性能优于普通碳化铬堆焊复合钢板。研究发现,堆焊板的耐磨性与碳化物的体积分数成正线性关系,与表面硬度没有很强的相关性。堆焊板的耐磨性随碳含量的增加而线性增加。试验结果显示,形成最多的碳化物的w(Cr)/w(C)比是4.1。     

碳化钨条填充法电弧堆焊工艺及堆焊层泥沙磨损研究

介绍 了铸造碳化钨条填充法电弧堆焊制备金属基碳化钨陶瓷复合材料耐磨层的基本过程，叙述了该方法堆焊工艺特点及电弧烧作用对碳化钨颗粒形状及性能的影响，结合堆焊工艺论述了复合材料堆焊层的成分和性能特点。对铸造碳化钨条填充法电弧堆焊制备的复合材料堆焊层进行了泥沙磨损试验，并将其耐磨性与焊条熔敷金属的耐磨性进行了对比。讨论分析了作为硬质相的碳化钨颗粒的基体对堆焊层抗泥沙磨损性能的影响。     

硬质合金复合材料管状堆焊焊条的研制

研制了一种以铸造碳化钨、烧结碳化钨等为主要硬质相(颗粒)的Fe-C合金基复合增强管状堆焊焊条,介绍了该类管状焊条的设计与制造方法,对所研制焊条的堆焊层进行了组织和性能试验。试验证明:所研制的管状焊条在性能上达到甚至优于国外同类产品水平,替代传统的管状铸造碳化钨堆焊焊条,用于堆焊石油钻井工具,使用寿命明显提高。     

一种奥氏体耐热耐磨钢的铸造组织分析

采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射研究了一种铸造奥氏体耐热耐磨钢的显微组织。结果表明,试验钢铸态显微组织由树枝状的奥氏体晶粒和共晶组织,以及少量呈球形均匀分布的MnS组成,共晶组织中的碳化物呈典型的鱼骨状形貌特征,类型有M_6C型(M主要为Fe、W、Cr、Mo)和MX型(M主要为Nb,X主要为C和N)两种;在1 200℃以上保温固溶处理后,随着保温温度的升高和时间的延长,M_6C型碳化物逐渐溶解,而MX型碳氮化物颗粒球化并长大,硬度逐渐降低。     

TiB2强化高硬度高耐磨堆焊自保护药芯焊丝堆焊层性能分析

通过在Fe-Cr-C系药芯焊丝中加入不同含量TiB2粉末,制备TiB2强化高硬度高耐磨堆焊自保护药芯焊丝.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,试验研究了其堆焊合金显微组织,并考察TiB2含量对该堆焊合金性能的影响.结果表明,堆焊合金组织为初生碳化物、马氏体和残余奥氏体,同时堆焊合金中生成了大量TiC-TiB2颗粒,并且弥散分布在初生碳化物和基体上;TiB2强化耐磨堆焊药芯焊丝的堆焊合金比不加TiB2具有更高的硬度和更好的耐磨性.     

粒状碳化钨振动式送粉器及其应用

为解决钻杆接头的耐磨问题,我所与大庆油田管子站等单位研究了钻头铁基合金粉末加多角形粒状碳化钨复合材料的等离子堆焊。由于复合材料中碳化钨呈多角形颗粒状,采用一般形式的送粉器难以输送,因此研制了适于输送粒状碳化钨的振动式送粉器,成功地用于石油钻杆接头堆焊。据1981年8月份统计,在采用铁基合金粉末与铸造碳化钨复合材料堆焊的3000根钻杆接头的堆焊作业和钻井作业考核中,证明这种送粉器在输送非球形粒状     

碳化钨焊条堆焊层组织与性能

采用焊条电弧焊,使用2种焊条(J507和D707)对低碳钢母材进行过渡层和耐磨层堆焊,研究堆焊层的硬度和组织结构特点,发现堆焊打底过渡层组织主要由大量铁素体和少量珠光体组成,其塑性和韧性较好;耐磨层组织由碳化物(WC)、马氏体及残余奥氏体组成,高硬度的WC颗粒镶嵌在马氏体基体中,堆焊层呈现出良好的耐磨损性。     

碳化硼对自生颗粒增强奥氏体堆焊层组织和性能的影响

为了提高高锰钢堆焊层在中低载荷作用下的耐磨性,在D256焊条约皮中分别加入一定量的石墨利碳化硼,固定钛铁、钒铁和稀土的含量,利用焊接冶金反应在高锰钢堆焊层中自发生成硼化物和碳化物增强颗粒以提高其耐磨性.采用XJL-2型金相显微镜、HR-150A型洛氏硬度计、M-200型磨损试验机等仪器,研究了堆焊层的显微组织和力学性能.结果表明:添加碳化硼的焊条堆焊层的组织主要由奥氏体+大量硼化物和碳化物颗粒组成,当碳化硼含量为6％时,奥氏体晶粒细化程度最好,宏观硬度达到56HRC,其熔合区硬度较加石墨的焊条提高了8HRC,并且其耐磨性也优于后者.     

碳化钨耐磨药芯焊丝电弧堆焊工艺与性能的研究

试验研究了碳化钨耐磨药芯焊丝电弧堆焊工艺方法对堆焊层性能和组织的影响。结果表明，堆焊工艺中的能量输入、堆焊层数以及冷却方式对堆焊层的硬度、耐磨性及堆焊层结合性能有明显的影响。导致堆焊层性能变化的主要原因是工艺因素引起了堆焊层组织及碳化钨形态的变化。其中堆焊工艺采用大电流、双道焊、缓慢的冷却速度时，堆焊层中的强化相碳化物颗粒较大，分布均匀，堆焊层具有良好的综合性能。     

复合铸造与振动斜板冷却铸造SiC_p增强A356复合材料显微组织与耐磨性的比较（英文）

利用复合铸造和振动斜板铸造2种方法铸造Si Cp增强A356复合材料,比较2种复合材料中碳化硅含量对材料显微组织、孔隙、硬度和耐磨性的影响。在铸态条件下,振动斜板铸造和复合铸造的2种复合材料的基体分别为球形和枝晶结构。振动斜板铸造的复合材料其碳化硅颗粒分布更加均匀,并且具有更高的硬度,复合铸造的材料则具有更少的孔隙。对于这2种复合材料,碳化硅颗粒的增加(体积分数最大为20%)导致碳化硅颗粒在基体合金内更加均匀分布并且提高了其耐磨性。与复合铸造材料相比,对于振动斜板铸造的复合材料,碳化硅含量的增加,将降低球形颗粒的尺寸和形状因子,并且具有较好的耐磨性。振动斜板铸造材料比复合铸造材料具有更好的力学性能,这是因为基体中的碳化硅颗粒分布更加均匀,而且振动斜板铸造过程中形成了球形组织。     

复合铸造与振动斜板冷却铸造SiCp增强A356复合材料显微组织与耐磨性的比较

利用复合铸造和振动斜板铸造2种方法铸造SiCp增强A356复合材料,比较2种复合材料中碳化硅含量对材料显微组织、孔隙、硬度和耐磨性的影响。在铸态条件下,振动斜板铸造和复合铸造的2种复合材料的基体分别为球形和枝晶结构。振动斜板铸造的复合材料其碳化硅颗粒分布更加均匀,并且具有更高的硬度,复合铸造的材料则具有更少的孔隙。对于这2种复合材料,碳化硅颗粒的增加(体积分数最大为20%)导致碳化硅颗粒在基体合金内更加均匀分布并且提高了其耐磨性。与复合铸造材料相比,对于振动斜板铸造的复合材料,碳化硅含量的增加,将降低球形颗粒的尺寸和形状因子,并且具有较好的耐磨性。振动斜板铸造材料比复合铸造材料具有更好的力学性能,这是因为基体中的碳化硅颗粒分布更加均匀,而且振动斜板铸造过程中形成了球形组织。