脉冲磁场占空比对铁基金属组织硬度及耐磨性的影响

对低碳钢表面进行等离子弧堆焊外加交流脉冲纵向磁场,研究了交流脉冲磁场占空比对铁基金属组织及性能的影响.应用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法,系统分析了堆焊层硬度、耐磨性的微观组织.结果表明,外加纵向交流脉冲磁场可以有效地改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒,施加适当的交流脉冲磁场占空比能够获得最佳的电磁搅拌效果,从而增加铁基金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高堆焊层金属的硬度和耐磨性.     

焊接电流对镍基铌复合堆焊层组织及性能的影响

采用等离子堆焊技术在Z2CN18-10不锈钢表面制备了添加铌粉的镍基合金堆焊层,并对堆焊层的显微组织、硬度和耐磨性进行了分析,研究了焊接电流对堆焊层组织和性能的影响。结果表明:焊接电流为140A时,堆焊层中可以较好地析出NbC颗粒,堆焊层具有良好的耐磨性;焊接电流为110A时,堆焊层硬度可以达到509HV0.3,但是堆焊层成型不好,耐磨性能也最差;当焊接电流增大到170A时,堆焊层硬度明显降低,耐磨性相比140A时的也有所降低。     

Mo含量对碳弧堆焊Fe-Cr-C-Mo-B耐磨层组织和性能的影响

目前,对Fe-Cr-C-Mo-B合金堆焊技术研究报道较少.采用碳弧焊方法,在Q235钢表面堆焊Fe-Cr-C-Mo-B合金层,采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了堆焊层的组织结构、形貌及成分.采用摩擦磨损试验研究了堆焊层的耐磨性,探讨了不同Mo含量对堆焊层组织和性能的影响.结果表明:Mo含量为0～2.5％(质量分数)时,堆焊层组织主要为亚共晶组织,Mo含量为4.0％时,组织中出现了少量大块状初生碳化物,有向过共晶转变的趋势;堆焊层组织主要为马氏体、铁素体、珠光体,碳化物主要为Cr7C3,Ch3C6以及B4C;随着Mo含量的增加,堆焊层的硬度增加,堆焊层的磨损失重呈减小趋势,Mo含量为4.0％时硬度达到最大值62.5 HRC,磨损失重最小,堆焊层划痕最浅,耐磨性最好.     

焊接工艺参数及堆焊层数对堆焊层组织性能的影响

本文采用单、双层堆焊方法,研究了以42CrMo作为基体的堆焊层组织、硬度和耐磨性。结果表明,采用双层有助于降低堆焊层的稀释率,硬度变化均匀,有利于提高堆焊层的耐磨性。     

不同Nb含量对(Nb,Ti)C颗粒强化Fe基复合堆焊层微观组织及耐磨性影响研究

目的 颗粒强化金属基复合涂层由于具有优异的力学性能及良好的耐磨性,受到了研究人员的广泛关注,然而,较少有文献报道复合强化相含量与复合涂层力学性能的关系,特别是在电弧堆焊制备的复合涂层中。因此,有必要探明强化颗粒含量对Fe基复合堆焊涂层微观组织及耐磨性的影响规律,为设计新型Fe基复合堆焊材料提供试验依据。方法 通过向药芯焊丝中添加不同含量的Nb,以原位合成(Nb,Ti)C强化相,并据此调控电弧堆焊层中原位生成的(Nb,Ti)C数量密度,进而影响堆焊层的微观组织、硬度及耐磨性。结果 随着Nb的添加,熔覆过程中Nb与基体中的C、Ti反应,原位生成了立方结构的(Nb,Ti)C相,且(Nb,Ti)C相含量随着Nb含量的增加而逐渐增大。与未添加Nb时相比,含质量分数为6% Nb的堆焊层中(Nb,Ti)C复合颗粒的数量密度增加到0.53个/μm²,硬度也由673.08HV0.5增大到734.88HV0.5。摩擦磨损试验结果表明,随着Nb的增加,磨损量呈现出逐渐降低的趋势,其中,Nb含量为6wt.%的堆焊层样品表现出了最浅、最平滑的磨痕,其磨损率仅为1.12×10^?8 mm³/(N.m),磨损机制为轻微的黏着磨损。结论 提高Nb的添加量可以增大(Nb,Ti)C强化相的数量密度,有效提升堆焊层的硬度及耐磨性,并在添加质量分数为6%的Nb时表现出最高的耐磨性能。     

药芯焊丝电弧焊(FCAW)的焊接电流对Fe-Cr-C合金堆焊金属组织与耐磨性的影响

采用自制药芯焊丝在3种焊接电流条件下堆焊获得了相应堆焊试样,对其显微组织进行了观察,并对相结构进行了分析。在此基础上,分析了焊接电流对堆焊金属硬度及耐磨性的影响。然后采用数值模拟方法对不同焊接电流的堆焊熔池温度进行了计算,并采用热力学软件对不同焊接电流堆焊金属在冷却过程中的CCT曲线进行了预测。结果表明,随着焊接电流的增加,堆焊熔池温度显著升高,堆焊金属的淬透性增加,从而使冷却后的堆焊金属中的马氏体含量增加,而残余奥氏体含量降低,导致堆焊金属的硬度和耐磨性均显著提升。     

铜合金表面激光诱导原位反应制备颗粒增强Co基复合合金涂层

以含有定量纳米Al粉的Co基新型合金为涂层的原材料,在Cu-Cr合金表面利用Nd:YAG固体激光器诱导原位反应制备陶瓷相增强Co基复合涂层。采用金相显微镜、扫描电镜和显微硬度等分析技术,对所制备样品涂层的结构和形成机制进行了研究。结果表明:通过激光诱导原位反应,在铜合金表面制备出了组织细小、界面呈冶金结合的陶瓷相增强Co基涂层;涂层的显微硬度由基体表面显微硬度HV87提高到HV426;纳米Al粉的加入为激光诱导原位反应制备Co基涂层提供内部热源,弥补了铜合金基体因导热快而带来的能量损失,充分诱导涂层内的物质发生化学反应,有利于Co基复合涂层的形成;涂层中原位生成的陶瓷相直径小于2.0 μm,弥散分布在涂层中起到骨骼强化作用。      

5CrMnMo锚链推杆表面堆焊层组织与性能研究

对5CrMnMo锚链推杆表面堆焊层的组织和性能进行了研究,选用性能较母材优良的D322堆焊材料(GB EDRCrMoWV-A1)在失效的5CrMnMo锚链推杆表面堆焊,并对表面堆焊层显微组织、硬度、热稳定性以及耐磨损性能进行了研究。结果表明,D322堆焊材料在焊后350℃退火时得到均匀的针状马氏体;堆焊层硬度为HRC54~55,高于5CrMnMo锚链推杆使用状态硬度,且具有良好热稳定性;堆焊层耐磨性较5CrMnMo提高近一倍,有效地提高了锚链推杆的使用寿命。     

Cr元素对Fe-B堆焊合金的金相组织与性能的影响

为了提高Fe-B堆焊合金的耐磨性,利用等离子堆焊技术在Q235钢材料表面熔覆不同铬含量的Fe-B-Cr堆焊合金层,通过金相分析、扫描电镜分析、X射线衍射分析,研究Cr元素含量对Fe-B-Cr堆焊合金的组织、硬度和耐磨性的影响。结果表明：随着Cr含量的添加,Cr固溶于Fe和Fe₂B中,堆焊合金由(Fe, Cr)和(Fe, Cr)₂B组成,Cr含量的增加未使Fe-B堆焊合金中生成新相,合金组织由Fe₂B和Fe+Fe₂B的共晶组织构成。Cr元素的添加显著提高了Fe-B堆焊合金的硬度和耐磨性。Cr-2的硬度较Cr-0显著升高。随着Cr含量的不断增加,堆焊合金的硬度值呈上升趋势,Cr-10堆焊层表面硬度高达67 HRC。Cr-10堆焊层的磨损量降到最低,为0.027 5 g,其相对耐磨性较Cr-0提高了375%。     

原位复合(Nb-Cr-Ti)C堆焊金属的组织与性能

工业机械设备表层磨损失效非常普遍,堆焊是其最有效的保护方法之一.采用自制焊条,通过对堆焊合金的组织结构设计和成分调整,自行设计了Nb-Cr-Ti系堆焊金属,并堆焊出了耐磨抗裂的合金层.采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪器以及磨损试验机等,分析了堆焊层组织结构和性能,探讨了各合金元素在堆焊层中的作用.结果表明:堆焊层组织为混合型马氏体和少量残余奥氏体+弥散分布的复合(Nb-Cr-Ti)C颗粒,低碳马氏体和高碳马氏体数量相当.铌在高温下先析出生成硬质相NbC,碳化物硬质点呈颗粒状弥散分布,使组织细化,也使焊层达到较高的硬度,提高了耐磨性.碳化物的大量弥散析出,使得基相含碳量较低而转变成低碳马氏体,因基相有较高的塑韧性,抗裂性增强.该堆焊层的耐磨性和抗裂性明显优于商用D667焊条.     

纳米SiC对重力分离SHS陶瓷内衬复合管组织及性能的影响

为提高输送管道陶瓷内衬层的致密性及硬度等性能,拓展其应用,采用重力分离自蔓延高温合成(SHS)法,用(Al-Fe2O3-CuO)+SiO2复合铝热体系,制备了陶瓷内衬复合管.分析了添加剂纳米SiC对陶瓷层组织的影响.XRD分析表明,陶瓷层的主要成分为a-Al2O3,还有少量铁铝尖晶石FeAl2O4和硅线石Al2SiO5及SiC存在,SiC不改变陶瓷层的组织结构.纳米SiC的引入有效地抑制了基质晶粒生长和减轻了晶粒的异常长大,使得陶瓷层的硬度和致密性提高.     

Si的添加量对钨极氩弧堆焊铁基高碳高铬合金层组织结构及耐磨性的影响

为了改善铁基高碳高铬合金堆焊层的性能,在其堆焊合金粉中添加Si对Q235钢进行钨极氩弧堆焊,探讨Si含量对堆焊层组织结构、硬度和耐磨性的影响。结果表明:添加不同含量Si堆焊后堆焊层与母材的结合均为冶金结合,微观组织基本相似,均由网状碳化物(Cr7C3,Cr23C6)和残余奥氏体的共晶组织以及胞状残余奥氏体组织构成;Si含量从0增加到9.0%,网状组织的数量、胞状组织的显微硬度呈增加趋势,堆焊层的宏观硬度由55HRC增加到60 HRC,磨损失重由16.8 mg减小到1.1 mg。     

热输入对金属基复合涂层中(Nb,Ti)C颗粒分布及性能的影响

目的 热输入对复合碳化物的析出、分布及耐磨性能具有重要影响。然而,目前热输入对碳化物增强金属基复合堆焊层组织结构与性能方面影响的研究较少。因此,需要探究焊接热输入对(Nb,Ti)C增强金属基复合堆焊层组织及耐磨性的影响,明确(Nb,Ti)C复合颗粒在堆焊层的作用机制。方法 采用Ar保护气体进行堆焊涂层的制备,通过调节堆焊电流和电压,研究不同热输入下堆焊层的形貌、组织及耐磨性能。结果 堆焊层中Ti元素与C元素优先发生了原位反应,生成了以TiC为形核中心的(Nb,Ti)C复合碳化物,弥散分布在马氏体基体组织上。随着热输入的增大,析出的(Nb,Ti)C颗粒数量逐渐减少,块状(Nb,Ti)C尺寸也逐渐变小。采用较低的热输入时,堆焊层硬度达到最高,为734.88HV0.5;随着堆焊热输入的增大,堆焊层的显微硬度呈降低趋势。具有较多(Nb,Ti)C的低热输入试样耐磨性能最佳,磨损量为0.80 mg;而具有较少(Nb,Ti)C的高热输入试样产生了严重的黏着磨损,磨损量较低热输入试样增大了约144%。结论 在摩擦磨损过程中,高硬度的(Nb,Ti)C颗粒会对基体起保护作用,可以提升其耐磨性能,且耐磨损性...     

碳弧熔覆工艺对熔覆层组织及性能的影响

为获得高硬度、高耐磨性的表面合金层,将镍基自熔合金粉末预先涂覆在Q235钢表面,利用碳弧热源进行熔覆制备熔覆层。通过金相显微镜、硬度计及磨粒磨损试验机对熔覆层表面的组织及性能进行测试,研究焊接电流和涂覆层厚度对熔覆层组织和性能的影响。结果表明:焊接电流相同,增加涂覆层厚度,熔覆层的表面硬度和耐磨性呈现先增加后降低的趋势;涂覆层较薄时,熔覆层硬度、耐磨性随电流增大而下降,涂覆层较厚时,熔覆层硬度、耐磨性随电流增大而呈上升趋势;当涂覆层厚为4 mm,焊接电流为200 A时,组织为镍基固溶体加共晶物,共晶组织为镍基固溶体与多种碳化物、硼化物共晶,硬度最高,为54.3 HRC,耐磨性最好。     

含稀土钇堆焊焊条研究

研制出一种工艺良好的含稀土钇的堆焊焊条，对其堆焊层显微组织结构，硬度，耐磨性进行了较系统的试验研究。工业试验证明能满足某些工作在高温状态冶金工业设备零部件的堆焊修复后的使用性能。     

电弧堆焊铁基非晶/纳米晶复合涂层的组织及性能研究

以铁基非晶合金Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2作为焊芯制备低氢型非晶堆焊焊条,利用手工电弧堆焊,调控堆焊工艺参数,在Q235钢上制备两种不同非晶/纳米晶组分的复合堆焊层。利用XRD/SEM/TEM探索不同堆焊工艺下的结构组织演变及非晶/纳米晶的组成比例变化,研究了不同比例非晶/纳米晶复合堆焊层的晶化特征、硬度和耐磨性变化。实验结果表明,堆焊层为铁基非晶/纳米晶复合涂层,与基体达到了良好的冶金结合;涂层中非晶相含量最高可达47.44%,纳米晶粒尺寸为10~48 nm,堆焊层的最高硬度达1 226HV1,其耐磨性可达Q235钢的8倍;两组堆焊层的晶化激活能分别为Ex(150 A)=107.476 kJ/mol,Ex(160A)=58.104 kJ/mol;随着堆焊热输入的增加,堆焊层中非晶相的含量降低,纳米晶粒尺寸增大,堆焊层的晶化温度、热稳定性、硬度和耐磨性有所降低。     

TiC-VC耐磨堆焊焊条

利用药皮中的石墨、钛铁、钒铁、金红石等组分,通过电弧冶金反应生成了具有高显微硬度的TiC、VC等碳化物,探讨了焊条药皮组分石墨、钛铁、钒铁等的含量对焊条工艺性、抗裂性及堆焊层硬度的影响,利用X射线衍射、扫描电镜（SEM）和电子探针（EMPA）对堆焊层显微组织,TiC、VC等碳化物的分布以及断口形貌进行了分析。研究结果表明,堆焊层组织为低碳马氏体＋残余奥氏体＋碳化物,碳化物极弥散分布在低碳马氏体基体上,断口为准解理断裂;堆焊层具有较高塑韧性,焊前不预热,焊后不缓冷连续堆焊不产生裂纹;堆焊层硬度达到HRC55以上,具有高的耐磨性,相对耐磨性优于D667焊条。     

高铬铸铁耐磨堆焊层组织结构和硬度分析

应用两种高铬铸铁焊条和一种高铬铸铁药芯焊丝对低碳钢进行堆焊,通过光学显微镜、扫描电镜和洛氏硬度计等设备仪器对三种高铬铸铁耐磨堆焊层的组织结构和硬度进行观察、测试。分析后表明,三种堆焊层的组织结构都随堆焊层厚度的变化而呈现有规律的变化;三种堆焊层在厚度方向上随位置不同其硬度也不同,越接近堆焊层表层则硬度越高。总体结果显示,药芯焊丝堆焊层的组织结构和硬度分布较为均衡。     

密炼机转子用几种堆焊涂层的磨损特性研究

采用球盘摩擦副对密炼机转子用3种堆焊涂层的磨损特性进行了研究.结果表明,高铬堆焊涂层由于自动堆焊过程中温度过高而产生过热,出现粗大枝晶组织,硬度较低,耐磨性较差.而手工堆焊涂层形成细小的等轴晶,硬度较高,耐磨性较好.     

Q235钢表面氩弧热源熔覆镍基自熔合金层的组织及性能

目前,鲜见氩弧熔覆镍基合金粉末工艺参数对熔覆层表面耐磨性能影响的研究报道,先将镍基自熔合金粉末涂覆于Q235钢表面,再利用氩弧热源熔覆.采用金相显微镜观察熔覆层表面和截面组织,采用硬度计及磨损试验分析熔覆层的表面硬度及耐磨性,研究了涂覆层厚度、熔覆电流对熔覆层表面组织、力学性能的影响.结果表明:基体与熔覆层形成了良好的冶金结合;随熔覆电流的增加,熔覆层表面硬度和耐磨性先增加后降低;随涂覆层厚度的增加,熔覆层表面硬度和耐磨性随之增加;涂覆层厚3 mm,熔覆电流为180 A时,熔覆层表面金相组织为少量初生固溶体枝晶和大量奥氏体与碳、硼化物的共晶,熔覆层表面硬度最大,为45.0 HRC,耐磨性最好.