Thermal behavior of B_4 Cparticles under plasma arc powder surfacing condition

ＴｈｅｒｍａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＢ_４Ｃｐａｒｔｉｃｌｅｓｕｎｄｅｒｐｌａｓｍａａｒｃｐｏｗｄｅｒｓｕｒｆａｃｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ￥ＷＡＮＧＸｉｂａｏ；ＺＨＡＮＧＷｅｎｙｕｅ；ＬＵＴｏｎｇｌｉａｎｄＰＥＮＧＪｉｅ（ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ...     

Co-Cr-W系粉末等离子弧堆焊显微结构研究

对Co—Cr—W系多元合金粉末等离子孤堆焊层的金相组织、X射线衍射、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的研究结果表明，合金层基体为具有(200)晶面择优取向的Co基固溶体，Co基固溶体中存在许多堆积层错；与固溶体组成共晶体的硼碳化物主要为具有六方点阵并含有层片状孪晶的(Cr，Fe)3(C，B)3。     

轧辊等离子弧粉末堆焊设备研究

轧辊的等离子弧粉末堆焊修复方式具有质量高、修复周期短等优点,应实际生产的需求,研制了一台等离子弧粉末堆焊设备.详细阐述了该设备的控制过程和原理、硬件组成及其控制程序流程设计.该设备以PLC为控制核心,辅以触摸屏进行堆焊参数的设置和修改,并实时显示堆焊过程中的参数状态;为了让焊炬具有快速摆动和精确定位的功能,以保证堆焊质...     

Application of orthogonal design in the experiment of plasma arc powder surfacing technology

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｌａｓｍａａｒｃｐｏｗｄｅｒｓｕｒｆａｃｉｎｇｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｈｉｇｈｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ,ｓｈａｌｌｏｗｆｕｓｉｏｎｄｅｐｔｈ ,ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｅｎｅｒｇｙａｎｄｈｉｇｈｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ,ｓｏｉｔｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｉｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙｓｕｃｈａｓｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅ ,ｖａｌｖｅ ,ｅｔｃ .,ａｎｄｈａｓｏｂｔａｉｎｅｄｇｏｏｄ…     

Comparisons of particles thermal behavior between Fe-base alloy and boron carbide during plasma transferred-arc powder surfacing

0　IntroductionThepowder’sthermalbehaviorwhileittransferthroughplasmatransferred arc (PTA)spacemaybeoneofthemostinterestingquestionstothesurfacingpow der’smanufacturersandsurfacingengineersinthefieldofplasmatransferred arcparticlesurfacing .Theparti cle’sthermalbehaviorinPTAspacewillgreatlyaffectthedepositedlayers’structureandproperties,especialinthecaseofpowdermixture (metal ceramic)surfacingcondition[1] .Generally ,thepowderisusuallycoaxialfedintothemeltingpoolbyaspecial designedpartic…     

等离子弧堆焊Co121F(CoCr-E)合金焊粉在船用增压衬环上的应用

阐述了应用等离子弧堆焊工艺在船用增压衬环上堆焊Co121F(CoCr-E)合金焊粉的实验及应用过程。通过模拟产品的等离子堆焊工艺,确定了在衬环密封面上堆焊Co121F(CoCr-E)合金焊粉的可行性,采用合适的堆焊工艺参数指导生产。生产实践证明,堆焊后可满足对衬环的密封面耐热冲击、耐磨损、耐高温腐蚀合金层的设计要求。     

等离子弧喷焊铜基合金的组织和耐磨性

采用等离子弧喷焊技术,在Q235钢表面制成熔敷低磷锡青铜和镍基合金混合粉末的喷焊层。利用金相、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对喷焊层和结合层的组织进行研究,同时测试了喷焊层的硬度和耐磨性。结果表明,喷焊层与基体是冶金结合,结合线清晰。熔敷合金稀释率低。喷焊材料为铜基合金DGCu150时,喷焊层含有α-Cu相,δ相,ε相和Cu₃P。喷焊材料为铜基合金DGCu150+适量镍基合金DGNi50A时喷焊层主要含有α-Cu相,δ相,ε相,Cu₃P,γ-Ni,Ni₂B,CrB,(Fe,Ni)₂₃C₆,(Cu,Ni)₂₃C₆和Fe₅Si₂B₂。随加入铜基合金粉末中的镍基合金粉末量的增加,喷焊层与基体之间的结合层加厚,喷焊层的硬度和耐磨性显著提高。     

The theoretical evaluation of powders transportation in plasma transferred-arc space under coaxial powder feeding condition

0ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＧｅｎｅｒａｌｌｙ ,ｔｈｅｐｏｗｄｅｒｉｓｕｓｕａｌｌｙｃｏａｘｉａｌｌｙｆｅｄｉｎｔｏｔｈｅｍｅｌｔｉｎｇｐｏｏｌｂｙａｓｐｅｃｉａｌ ｄｅｓｉｇｎｅｄｐｏｗｄｅｒｆｅｅｄｅｒｄｕｒｉｎｇｔｈｅ ｐｌａｓｍａｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ａｒｃ (ＰＴＡ ) ｐｏｗｄｅｒｓｕｒｆａｃｅｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ.Ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ’ｔｈｅｒｍａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓｕｃｈａｓｍｅｌｔｉｎｇ ,ｖａｐｏｒｉｚｉｎｇａｎｄｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｓｕｒ…     

等离子弧粉末堆焊条件下粉末颗粒的热行为Ⅱ粉末颗粒与等离子弧之间的传热过程研究

运用传热学理论对等离子弧粉末堆焊时Fe基粉末颗粒和B4 C颗粒在等离子弧柱中的热行为进行了计算分析 ,结果发现堆焊时等离子弧电流对粉末颗粒在弧柱中被加热程度的影响要远大于对其输运速度的影响 ;对于Fe基粉末颗粒来说 ,当I =2 0 0A时 ,流经弧柱中心区内的粒径≤ 5 0 μm的颗粒将在弧柱中被完全气化 ;对于粒径为5 0～ 15 0 μm的Fe基颗粒 ,在弧柱中将被加热到完全熔化 ,而粒径 >2 0 0 μm时 ,颗粒尚不能熔化。在I=10 0A的小电流情况下 ,只有粒径 <5 0 μm的Fe基颗粒在弧柱中能被完全熔化 ;而直径大于该值的颗粒则不能被完全熔化 ;只有在弧中心处 ,少量颗粒可能被加热到熔化温度。而对B4 C颗粒来说 ,其热行为与Fe基粉末颗粒则有较大差别 ,从平均水平看 ,在等离子弧柱中心区域 ,即使在 2 0 0A的等离子弧中 ,也只有粒径≤ 5 0 μm的颗粒才能在弧柱中完全被熔化 ,其它稍大粒径的颗粒在弧柱中的温升都达不到熔化温度 ,只能被预热。     

交流TIG电弧粉末堆焊层成形特点的研究

为了降低TIG电孤堆焊时因直流正接造成堆焊金属稀释率过大的问题，尝试使用交流TIG电弧进行粉末堆焊，研究了堆焊层的成形特点。实验表明，与直流正接相比．使用相同电流值的交流TIG电弧进行粉末堆焊，获得的堆焊层熔宽更大．熔深和母材熔化量更小．因而具有更小的深宽比和稀释率。这一规律不随堆焊电流的大小和堆焊材料的不同而发生变化．     

等离子弧堆焊TiB2-金属陶瓷涂层的组织及性能

采用等离子弧堆焊设备，通过钛合金和硼合金粉末之间的高温冶金反应，在堆焊过程中原位合成了TiB2，在普通碳钢表面制备了含TiB2的金属陶瓷层。并对堆焊层进行了显微组织、X射线衍射分析、硬度及抗裂性能试验。试验结果表明，这种一步性原位合成工艺所获得的堆焊层主要由针状TiB2晶须与Fe及其硼、碳化合物组成，陶瓷层与基体间实现了冶金结合；堆焊层抗裂性能优于不含TiB2的铁基B4C堆焊层。     

金属基陶瓷复合等离子弧堆焊层组织与耐磨性能

等离子弧堆焊镍基钴基合金粉末时外加纵向磁场,对两种合金陶瓷复合堆 焊层进行硬度和磨损试验及显微组织分析.结果表明,施加磁场时的堆焊层性能比无 磁场作用的堆焊层性能高.钴基合金的最佳焊接电流和磁场电流分别为160 A和3 A. 此时堆焊层组织晶粒细化效果最明显;而镍基合金为140 A和1 A,此时堆焊层Cr7G3截 面的六角形陶瓷硬质相数量最多且均匀分布,说明Cr7G3硬质相的轴向平行方向一致, 因而硬度和耐磨性最好.随着磁场电流的继续增大,由于电磁阻尼占主导地位,这两种 合金的性能均下降.     

磁控等离子弧堆焊过程中热力学特点初探

在铁基合金的等离子堆焊过程中,施加水冷和磁场. 通过调整水冷和磁场状态进行堆焊试验,并对堆焊试样的显微组织进行分析,探究磁控状态下铁基堆焊层的相变热力学特点. 结果表明,外加磁场和强制水冷可以改变堆焊层中硬质相的分布和形态,外加磁场通过降低奥氏体相变势垒,使相变驱动力增大,临界形核半径减小,进而提高硬质相的形核率. Cr₇C₃硬质相的易磁化轴与其择优生长方向一致,均为“长条形”侧面.     

等离子弧堆焊层的组织与性能的磁场控制

在对两种铁基合金（Fe5和Fe3）进行等离子弧堆焊过程中加入纵向直流磁场来控制堆焊层的硬质相形态及分布，并对两种堆焊层进行了硬度、磨损试验，显微组织及X射线衍射分析。并对两种粉末的堆焊层组织性能进行了研究。结果表明，施加磁场的堆焊层要比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好；磁场电流为3A时的堆焊层性能最佳；合金堆焊层的显微组织α、γ固溶体被充分细化，并获得了理想的硬质相Cr7C3、CrB等。     

Ti-B_4C反应路径分析

通过热力学计算,结合 Ｔｉ－Ｂ－Ｃ的等温截面图分别获得了 Ｔｉ, Ｂ和 Ｃ在 １６００ ℃的化学势稳定图,在满足热力学和质量守恒条件下利用化学势从高向低扩散的原理,预测了在 １６００℃等温等压时 Ｔｉ和 Ｂ４Ｃ之间发生化学反应时可能存在的反应路径。利用扩散偶实验证实了该温度条件下的反应扩散路径为： Ｔｉ／ＴＩＣｘ。／ＴｉＢ／ＴｉＢ２／Ｂ４Ｃ．     

Effect of powder synthesis atmosphere on the characteristics of iron nanopowder in a plasma arc discharge process

To investigate the effect of the powder synthesis atmosphere on the characteristics of iron nano powder in a plasma arc discharge process, the hydrogen volume fraction in the powder synthesis atmosphere was changed from 10 to 50%. The particle size, phase structure, and magnetic property of the synthesized iron powder were studied using FE-TEM, XRD, XPS, and a vibration sample magnetometer at room temperature. The particle size increased simultaneously with the increase in the hydrogen volume fraction, and the particle size ranged from about 20 to 100 nm with the change in the hydrogen volume fraction from 10 to 50%. The synthesized iron powder particles had a two-layered shell-core structure composed of α-Fe in the core, Fe₃O₄ in the inner shell, and FeO(OH) in the outer shell. The thickness of the oxide shells decreased with increasing hydrogen volume fraction in the powder synthesis atmosphere.     

硼对等离子熔覆高硼铁基合金组织和性能的影响

采用等离子弧熔覆技术在20g钢表面堆焊Fe-Cr-B-C系的铁基复合材料,利用X射线衍射（XRD）,光学显微镜（OM）,扫描电镜（SEM）,洛氏硬度计及湿砂磨损试验机等试验设备进行检测、试验,研究不同硼加入量对熔覆层显微组织与性能的影响规律.结果表明,熔覆层显微组织由过饱和α-Fe枝晶固溶体、枝晶间硼化物共晶组织以及碳化物等组成;熔覆层中硬质相主要有Cr2B,CrB2,Fe2B,Cr7C3,B4C等;随着硼含量的增加,硼化物明显增多,当硼添加量为5%时熔覆层的硬度及耐磨性达到最佳,其硬度值为66.1 HRC,磨损量仅为0.383 g;继续增加硼的添加量,熔覆层的耐磨性能降低.     

外加纵向磁场对等离子弧堆焊层组织与性能的影响

对铁基合金Fe5进行等离子弧堆焊时外加纵向磁场来控制堆焊层的硬质相的形态及分布,并对堆焊层进行了硬度、磨损试验,显微组织及X射线衍射分析,对堆焊层组织性能进行研究.结果表明,施加纵向磁场的堆焊层明显比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好;磁场电流为3 A时的堆焊层性能最佳;合金堆焊层的显微组织α,γ固溶体被充分细化,并获得理想的硬质相Cr7C3,CrB等.     

保温处理对B_4C/Al复合材料组织和性能的影响

为了降低无压浸渗制备的B4C/Al复合材料中铝的含量,增加复合材料中陶瓷相的含量,并提高复合材料的性能,研究了保温处理对B4C/Al复合材料的组织和性能的影响。结果表明,无压浸渗制备的B4C/Al复合材料中主要包含Al、B4C和Al3BC相,保温处理可有效减少B4C/Al复合材料中Al和B4C的含量,并显著提高Al3BC和AlB2相的含量。由于保温处理后B4C/Al复合材料中Al含量明显减少,以及陶瓷相含量明显增多,B4C/Al复合材料的硬度、抗压和抗弯强度均得到了较大的提高。且在850℃下保温24h后,B4C/Al复合材料的组织和性能可达到最佳状态。     

A new type of pilot arc power source used for A．C． plasma arc welding of aluminum alloys

ＡｎｅｗｔｙｐｅｏｆｐｉｌｏｔａｒｃｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｕｓｅｄｆｏｒＡ．Ｃ．ｐｌａｓｍａａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓ￥ＺｈｅｎｇＢｉｎｇ；ＷａｎｇＱｉｌｏｎｇａｎｄＬｉＸｉａ（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏ...