镍基合金等离子堆焊层的组织和性能

采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计,研究了镍基合金等离子弧堆焊层的组织和性能。堆焊的基材为X65管线钢,焊丝是ERNiCrMo-3。研究结果表明,堆焊层由柱状晶和共晶组织组成,堆焊层中的柱状晶为γ固溶体,共晶组织为γ固溶体和Laves相(富含Mo、Nb);由腐蚀电化学测试可知,堆焊层的耐蚀性能随着堆焊电流的增大而减弱;氢致开裂试验结果表明,堆焊电流越大,越容易发生氢致裂纹;显微硬度测试结果表明,由基体至堆焊层显微硬度先升高后下降,熔合区硬度最高,可达310 HV以上。     

Q235A钢表面TIG堆焊铜合金的组织和性能研究

为了解决Q235A钢表面耐腐蚀性差和硬度低等问题,采用TIG堆焊方法在Q235A钢板上堆焊铜合金,从30组试验中选取堆焊效果好的3组试样进行组织和性能研究,分析堆焊层组织的宏观和微观形貌,比较堆焊层的硬度和耐蚀性。结果表明:铜合金层和母材界面的成分发生了变化,发现基体元素向铜合金层中熔解产生不同形状的泛铁相,钢板表面硬度明显提高,表面堆焊层的耐腐蚀性比Q235A钢母材的耐腐蚀性有显著提高。     

Q235钢表面TIG堆焊308L不锈钢的组织和性能研究

为了提高Q235钢表面的耐腐蚀性和硬度等性能,使用TIG(非熔化极惰性气体保护焊)堆焊技术在Q235B钢表面堆焊不锈钢。进行了30组试验,选取其中堆焊效果好的4个试样,分析了堆焊层组织的宏观和微观形貌,比较了堆焊层的硬度。结果表明:Q235B钢板堆焊不锈钢进行表面改性后,钢板的表面硬度有明显提高,表面堆焊层的耐腐蚀性能比Q235B钢母材的耐腐蚀性能显著提高。     

Q235钢板表面堆焊不锈钢改性处理

为了提高Q235钢表面的耐蚀性和硬度等性能,采用TIG堆焊技术对Q235钢进行表面堆焊不锈钢试验,在30个试样中选取堆焊效果较好的4个试样,分析了其组织的宏观和微观形貌,选择15#试样堆焊层进行了腐蚀试验,并与Q235钢板的硬度进行了比较分析。试验结果表明,通过在Q235钢板表面堆焊不锈钢进行表面处理,其表面硬度有明显的提高,堆焊后Q235钢板表面堆焊层的耐蚀性比Q235钢母材的耐蚀性强。     

抽油杆接箍失效分析

对现场使用失效的2种抽油杆强化接箍试样进行宏观形貌、微观形貌、化学成分、硬度及金相组织等分析。结果表明：一种接箍的失效是由于表面强化层厚度较薄引起的;另一种接箍失效原因是表面强化层硬度低、质地疏松且存在微裂纹,强化层与基体结合不紧密,基体组织为带状组织,组织存在缺陷。     

Mo对N80油管激光合金化层组织及性能的影响

为了研究不同Mo添加量对N80油管激光合金化层组织和性能的影响,在N80油管表面预置Ni-Cr-Ti-B4C-Mo合金粉末,通过激光处理获得与基体冶金结合良好的合金化层,并对激光合金化层的组织、化学成分及显微硬度进行测试分析。结果显示,Mo添加量为5%~10%时,随着Mo含量的增加,α-Fe固溶体晶粒细化效果越明显,增强相TiB_2、TiC含量增多,体积增大,分布更为均匀;当Mo的加入量为5%时,激光合金化层中TiB_2、TiC增强相含量最多,硬度最高。研究表明,从耐磨性角度考虑,建议Mo的添加量为5%。     

不同焊接方法对NiCrFe堆焊层组织及性能的影响

为了选出适合轴类材料表面划伤修复的最佳技术,分别采用电火花堆焊方法、氩弧堆焊方法及手工电弧堆焊方法在同一焊接母材上进行同类焊接试验,研究了母材至各堆焊层之间硬度的分布情况,并探讨了各堆焊层的组织及合金元素的过渡情况。结果表明,电火花堆焊层与母材合金元素过渡均匀,结合良好,其硬度的变化区域较窄,焊接热影响区的范围最小,利用电火花堆焊技术更有利于成功修复轴类材料表面损伤。     

Cr_3C_2对激光熔覆Ni合金层组织和性能的影响

使用2kW连续波CO2激光器在45号钢表面激光熔覆Ni合金层及Ni合金中添加50％Cr3C2复合粉的复合涂层,并分析两种激光熔覆层的物相、组织和显微硬度。结果表明,在Ni基合金中添加50％Cr3C2复合粉,采用激光功率1．7kw、扫描速度5mm／s、光斑直径3mm的激光工艺熔覆,可获得良好的激光熔覆层;Ni／50％Cr3C2复合涂层的组织明显比Ni合金层的组织细化,其硬度达950～1200HV,比Ni合金层的显微硬度提高350～400HV。     

双金属复合管Inconel625合金堆焊层表面黑斑形成原因及其对材料性能的影响

 为探究双金属复合管Inconel625合金堆焊层表面局部出现黑斑的原因,通过对试样进行理化性能分析,结合堆焊工艺,对黑斑位置与正常位置进行了对比研究。结果表明,与正常位置相比,黑斑位置的基管Fe元素向堆焊层扩散程度加大,局部形成元素偏析,故堆焊层表面黑斑可能与较高热输入量下的高稀释率有关。另经检测分析,黑斑位置的化学成分、金相组织、弯曲性能、硬度、耐蚀性能均符合API 5LD—2015标准要求,但黑斑位置的晶间腐蚀与点腐蚀速率均高于正常位置,故黑斑现象对合金堆焊层的耐腐蚀性能存在不利影响。     

CMT焊接在堆焊（包覆）镍基耐蚀合金层中的应用

通过对在ASME SA105（ASTM A105）碳钢试样上堆焊（包覆）镍基合金ERNiCrMo-3（Inconel625）耐蚀层工艺条件的分析,确定采用CMT焊堆焊（包覆）工艺,进行焊接工艺评定试验.经过对碳钢试样上堆焊层距离母材不同距离处液体渗透检测、硬度测试、侧弯试验、宏观检测及化学成分检测,表明根据堆焊镍基合金耐蚀层工艺条件,采用合理的CMT焊堆焊参数,可使堆焊层与基体结合良好,组织致密,母材稀释率小,具有良好的耐蚀性,提高生产效率.且有效地指导了生产,确保公司生产任务的顺利完成.     

U75V合金钢组合辙叉翼轨的药芯焊丝补焊

针对在线钢轨焊接性特点,选用药芯焊丝进行合金钢组合辙叉翼轨的修复,进行了工艺试验和堆焊层的组织性能研究.堆焊层的硬度测试结果表明:药芯焊丝THY-QD-172用于合金钢组合辙叉翼轨U75V的修复可满足性能要求.首先其熔覆层为与母材组织接近的珠光体;其次堆焊层的洛氏硬度比母材的硬度高,耐磨性能在一定程度上有所增强;最后试验过程中焊前不需要热处理,焊后也不需要热处理.     

Nb对激光熔覆Fe45Mn30Co10Cr10Nb5高熵合金层组织与性能的影响

在304L不锈钢表面采用激光熔覆法制备了Fe50-xMn30Co10Cr10Nbx（x=0, 5）高熵合金熔覆层,通过添加Nb元素和不添加Nb元素进行对比试验,研究Nb元素对于熔覆层组织和性能的影响。研究表明,采用激光熔覆法制备的高熵合金熔覆层顶部为细小的等轴晶,而靠近基体部分则为柱状晶;Nb元素的加入能够促进Laves相产生,提高了高熵合金熔覆层的硬度和耐磨性,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层的硬度最高可达357.6HV0.05,约为Fe50Mn30Co10Cr10熔覆层最大硬度的1.2倍,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层磨损失重相比Fe50Mn30Co10Cr10减少约27%。研究结果可为提高304L不锈钢表面性能提供一定的试验依据。     

激光熔覆工艺参数对铅青铜熔覆层微观组织及性能影响

为了探索不同激光工艺参数对铅青铜熔覆层成形质量的影响,采用激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备铅青铜熔覆层,并分析了熔覆层微观组织、硬度和减磨性能。结果表明,激光功率240 W、扫描速度5 mm/min为最优工艺参数,采用此工艺参数制备出的铅青铜熔覆层成形质量良好,组织致密、无气孔裂纹;铅青铜熔覆层组织主要由马氏体、α-Cu固溶体、CrMo₃S₄、Pb相组成;熔覆层平均硬度为334HV_0.1;熔覆层试样的磨损类型为黏着磨损和磨粒磨损的复合磨损形式。     

堆焊节距对焊管轧辊堆焊层硬度的影响

对焊管轧辊的不同节距的堆焊层的不同层面的硬度进行了测试，证明节距是影响堆焊层硬度的重要因素之一。同时分析了影响焊层硬度的其它因素。     

Al/Mg搅拌摩擦焊接接头组织及性能研究

针对5052铝合金/AZ31镁合金,进行了异种搅拌摩擦焊搭接试验,通过宏观和微观分析、硬度和拉剪力测试探究了Zn中间层对于铝/镁搭接接头组织和性能的影响。结果显示,焊缝搅拌区底部形成了厚度较均匀的金属间化合物（intermetallic compounds, IMCs）层,未加Zn层时,IMCs层由铝基体、尺寸较大呈条带状的Al3Mg2及网格状Al12Mg17化合物组成,拉剪力为3.9 kN,断裂方式为解理脆性断裂;加入Zn层后,IMCs厚度随Zn中间层厚度的增加而增加,IMCs层厚度最小为330 μm,内部主要由网格状Al12Mg17组成,网格状内部出现了小尺寸颗粒状的Mg-Zn以及Al-Mg-Zn IMCs;焊缝截面水平方向,搅拌区硬度为160HV,垂直方向硬度值最高达210HV,拉剪力最大值为4.79 kN。研究表明,生成的Mg-Zn和Al-Mg-Zn IMCs是导致拉剪力较未加Zn层时提高20%的主要原因。     

电弧沉积条件下Cu基熔覆层的微观组织及性能研究

为了优化Q345B低碳钢的表面使用性能,设计相应的药芯焊丝并采用TIG沉积方法制备了Cu基熔覆层,通过OM、SEM、EDS、XRD和显微硬度测试等方法,研究了Cu基熔覆层的微观组织、元素分布、物相组成、界面元素扩散和表面硬度等。结果显示,在成分过冷的影响下,Cu基熔覆层由界面至顶部形成了不同的晶粒形貌。熔覆层主要由FCC结构的Cu-Ni-Cr-Fe固溶体、富Cr析出相和单质C元素组成,其中,由于微观偏析的存在,固溶体内元素分布不均匀,Ni、Fe元素主要富集在枝晶内,在枝晶间浓度较低;富Cr析出相主要以球状或棒状分布在基体上,少量单质C也在基体内均匀分布。研究表明,得益于合金元素的固溶强化和第二相粒子的第二相强化作用,熔覆层平均硬度达到202.8 HV0.1,高于纯铜和Q345B基体。