B元素对Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金组织和耐磨性的影响

采用直径为1.6 mm的细径药芯焊丝,利用CO₂气体保护焊堆焊的方法制备了含有1.0%~3.0%C(质量分数),15%~20%Cr,0%~2.0%B的高铬堆焊合金.研究了B₄C含量对堆焊合金的硬度及耐磨性的影响.结果表明,堆焊合金的硬度从57.1 HRC增加到65.2 HRC,硬度提高14.2%;堆焊层合金的相对耐磨性从3.5倍提高到18.0倍.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等微观分析方法,研究了堆焊合金的显微组织及碳化物分布形貌.结果表明,堆焊合金的显微组织主要由铁素体+奥氏体+(Fe,Cr)₇C₃组成,加入B₄C可显著改善堆焊合金层基体组织,使碳化物(Fe,Cr)₇C₃数量增加且呈弥散分布.     

铁基硬面堆焊药芯焊丝的开发及应用

为解决水泥、电力、冶金、矿山等行业立磨、辊压机、耐磨板等耐磨部件的耐磨损问题,对铁基硬面堆焊药芯焊丝进行了研究。通过调整药芯焊丝中碳、铬含量以及一种或多种强化合金元素种类与含量,制备了碳含量4%~6%,铬含量20%~35%,其他合金元素含量小于10%的铁基硬面堆焊合金,分析了堆焊合金显微组织和硬度,对合金中硬质碳化物面积百分比、碳化物尺寸进行了定量分析,对堆焊合金的耐磨性进行了试验。结果表明:堆焊合金的主要组织为初生碳化物(Cr,Fe)7C3、共晶碳化物(Cr,Fe)7C3、残余奥氏体及少量其他碳化物;随合金中初生碳化物的增加,合金硬度和耐磨性增加,但碳化物过多时,硬度继续增加,耐磨性反而下降;适量合金元素Nb、Mo等的加入,在合金中以固溶体和细小弥散分布的硬质相的形式存在,有利于提高合金的耐磨性。通过配方设计和应用试验,成功开发出6种硬面堆焊用药芯焊丝。     

高铬铸铁耐磨堆焊埋弧药芯焊丝研究

采用自动埋弧堆焊对高铬铸铁埋弧药芯焊丝堆焊合金的组织及耐磨性进行试验,研究Cr/C对堆焊层的组织和耐磨性的影响.研究发现,Cr/C增加,初生碳化物形状越来越规则,初生碳化物的杆状纤维增长,增加堆焊层的韧性.初生碳化物微区Cr含量增加,增加初生碳化物显微硬度.Cr/C与初生碳化物面积分数对耐磨性的影响比较明显,其中初生碳化物面积分数与耐磨性呈线性关系.高铬铸铁堆焊层的耐磨性受到基体组织影响较大,由奥氏体及其分解产物构成的混合基体的堆焊层耐磨性最大.文中所研究的41#、43#、45#焊丝其堆焊层的耐磨性非常好,相对Q235钢的耐磨性分别为β41=27.1716、β43=18.6305和β45=19.7949.文中进一步探讨了耐磨堆焊层磨损过程中的孔洞效应及裂纹扩张效应.     

VC-90药芯焊丝堆焊组织性能研究

采用埋弧堆焊技术对药芯焊丝VC-90进行四层堆焊,借助金相显微镜、扫描电子显微镜、EDS能谱仪、X射线衍射仪、维氏硬度计及磨损试验机等对堆焊合金微观组织及耐磨性能进行测试和分析。结果表明,堆焊合金的基体组织为马氏体和残余奥氏体,基体上分布着初生碳化物和共晶碳化物,碳化物的类型均为M7C3型。初生碳化物主要呈不完整的六边形,中间有空洞。堆焊金属的相结构为C0.055Fe1.945+(Fe,Cr)7C3+CFe15.1。堆焊合金层的耐磨性是Q235钢的27.20倍,抵抗低应力的磨料磨损效果良好。     

高铬铸铁型堆焊自保护药芯焊丝的研制

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其组织性能进行了分析,结果表明:堆焊金属显微组织主要为马氏体+残余奥氏体+M7C3型碳化物,堆焊金属硬度随石墨加入量的增加而增加,当加入w(石墨)15％时,堆焊金属硬度开始下降;药芯中加入w(钼铁)2％,堆焊金属硬度从HRC62.7提高到HRC63.5;初生碳化物主要沿堆焊层向母材...     

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.     

铝对高铬合金埋弧堆焊层组织和耐磨性的影响

采用合金粉末与实心焊丝埋弧堆焊相结合的方法,在Q235钢表面堆焊含铝和不含铝的高铬合金堆焊层,使用扫描电镜、能谱仪和磨粒磨损机等手段研究铝对高铬合金堆焊层的组织和耐磨性的影响。结果表明,未加铝粉的堆焊层中主要有含(Fe,Cr)_3C型碳化物,含3%Al的堆焊层中主要有M_7C_3碳化物和黑色小块状氧化铝硬质相存在;两种堆焊层磨损形貌均呈凿槽或犁沟形态,碳化物形成耐磨骨架。加3%Al堆焊层中的氧化铝硬度高,能有效减少磨粒的显微切削运动,堆焊层犁削划痕比未加铝粉的浅而细小,耐磨性较好。     

碳含量对自保护明弧高铬堆焊涂层性能的影响

采用药芯焊丝明弧自保护焊方法制备了含有2.0%~4.5%C、21%~23%Cr、1.5%~1.7%Si、0.2%~0.3%B(质量分数)的耐磨涂层,对其显微组织及耐磨性进行了表征,并考察了碳含量的影响。结果表明,其显微组织由γ-Fe+α-Fe+M7C3+M3(C,B)+Si5C3+Fe4N等组成。随碳含量提高,胞状富铬γ-Fe基体数量逐渐减小,直至消失,而位于晶界区域的硬质相体积分数增加。当碳含量为3.5%时,出现15~40μm六边形初生M7C3相颗粒,Fe4N相因石墨氧化形成保护气体量增加而下降。此外,湿砂耐磨性试验结果显示,堆焊涂层磨损为磨粒微切削机制为主,但无明显的塑性变形痕迹,其耐磨性不仅取决于其初生M7C3相数量,还与其共晶组织中二次M7C3数量和形态相关。     

堆焊

20091216Fe-Cr-C系药芯焊丝耐磨堆焊层的组织和性能/肖逸锋…//热加工工艺.-2008,37(11):1~3在Fe-Cr-C系药芯焊丝药芯中添加多种强碳化物形成元素,研究了堆敷金属的显微组织、耐磨性和抗氧化性。结果表明,堆焊层金属中大量呈针状和片状的细小碳化物均匀分布在共晶组织和马氏体基体上,改善堆焊金属的韧性,提高了抗裂性;焊缝金属的硬度为61.7HRC,耐磨性好,其相对耐磨性是市售某药芯焊丝堆焊层金属的3.75倍;堆焊层金属高温稳定性好,抗氧化能力强;焊丝适用于高温低应力磨料磨损环境。图3表4参520091217Fe-Cr-V耐磨堆焊合金/龚建勋…//焊接学报.-2008,29(7):73~76制备了用于埋弧焊药芯焊丝的Fe-Cr-V堆焊合金,其成份(质量分数,%)为C0.9~1.5,Cr13~15,V1.0~2.0。借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究了其显微组织,并考察V和B4C含量对该堆焊合金性能的影响。Fe-Cr-V堆焊合金的显微组织由铁素体+马氏体+(Cr,Fe)23C6等碳化物组成。电子能谱微区分析显示Cr,V元素晶界含量显著高于晶内,随WC加入量提高,晶界与晶内含量差...     

堆焊

20091216Fe-Cr-C系药芯焊丝耐磨堆焊层的组织和性能/肖逸锋…//热加工工艺.-2008,37(11):1~3在Fe-Cr-C系药芯焊丝药芯中添加多种强碳化物形成元素,研究了堆敷金属的显微组织、耐磨性和抗氧化性。结果表明,堆焊层金属中大量呈针状和片状的细小碳化物均匀分布在共晶组织和马氏体基体上,改善堆焊金属的韧性,提高了抗裂性;焊缝金属的硬度为61.7HRC,耐磨性好,其相对耐磨性是市售某药芯焊丝堆焊层金属的3.75倍;堆焊层金属高温稳定性好,抗氧化能力强;焊丝适用于高温低应力磨料磨损环境。图3表4参520091217Fe-Cr-V耐磨堆焊合金/龚建勋…//焊接学报.-2008,29(7):73~76制备了用于埋弧焊药芯焊丝的Fe-Cr-V堆焊合金,其成份(质量分数,%)为C0.9~1.5,Cr13~15,V1.0~2.0。借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究了其显微组织,并考察V和B4C含量对该堆焊合金性能的影响。Fe-Cr-V堆焊合金的显微组织由铁素体+马氏体+(Cr,Fe)23C6等碳化物组成。电子能谱微区分析显示Cr,V元素晶界含量显著高于晶内,随WC加入量提高,晶界与晶内含量差...     

纳米 Y2 O3 对过共晶 Fe-Cr-C 堆焊合金表面微观组织与耐磨性的影响

目的研制一种新型添加纳米Y2O3的过共晶Fe-Cr-C堆焊合金,改善堆焊合金粗大的初生M7C3碳化物,提高堆焊合金的耐磨性。方法采用明弧堆焊的方法制作堆焊合金,用金相电子显微镜对其表面微观组织进行观察,用洛氏硬度计对其表面硬度进行测量,用砂带摩擦磨损试验机对其表面耐磨性进行评价,用扫描电子显微镜对其磨损形貌进行观察。最后,利用错配度理论对M7C3的细化机理进行分析。结果过共晶Fe-Cr-C堆焊合金由初生M7C3和共晶组织(共晶M7C3、奥氏体及部分马氏体)组成。未添加Y2O3的堆焊合金初生M7C3比较粗大,其平均尺寸在22μm,硬度为55HRC,磨损量为0.85mg/mm2。经纳米Y2O3改性之后,堆焊合金的初生M7C3尺寸变小,其平均尺寸为16μm,硬度为57HRC,磨损量减少为0.59 mg/mm2,Y2O3的(001)面与正交M7C3的(100)面之间的二维错配度为8.59%。结论 Y2O3可以成为M7C3的非均质形核核心,从而细化了过共晶Fe-Cr-C堆焊合金的初生M7C3碳化物,提高了过共晶Fe-Cr-C堆焊合金表面耐磨性。     

高铬铸铁芯焊条堆焊层组织分析

基于焊芯过渡合金元素的技术思路,研制了高铬合金铸铁同质堆焊焊条．分析了不同药皮堆焊焊条的堆焊层组织及性能,定量表征了合金元素的过渡系数．结果表明,通过焊芯过渡合金元素的高铬合金铸铁堆焊焊条可获得组织和性能均匀的堆焊层．合金过渡系数高于85％．碱性药皮堆焊焊条堆焊层为亚共晶成分高铬合金铸铁,组织由奥氏体γ＋马氏体M＋碳化物Cr7C3组成．堆焊层硬度为44．5～56．5HRC．碱性石墨化型药皮堆焊焊条堆焊层组织由初生碳化物Cr7C3＋马氏体M＋碳化物Fe7C3＋少量石墨G组成,堆焊层硬度可达59～67HRC．     

Microstructure of the Fe-based hardfacing layers reinforced by TiC-VC-Mo2C particles

In this study, the hardfacing alloys with different measures of ferrotitanium (Fe-Ti), ferrovanadium (Fe-V), ferromolybdenum (Fe-Mo) and graphite were deposited on AISI 1020 steel substrates by shielded manual arc welding (SMAW). Fe-based hardfacing layers reinforced by carbide particles were produced. The thermodynamic analysis for carbide and effect of the carbide forming elements on the properties of hardfacing layers were also discussed. The experimental results showed that TiC-VC-Mo₂C carbides could be synthesized by metallurgic reaction during SMAW process. Carbides with particle sizes in the range 1-3 μm are uniformly dispersed in the matrix. The hardfacing layer with good cracking resistance and high hardness could be obtained when the amounts of graphite, Fe-Ti, Fe-V and Fe-Mo were controlled within a range of 8-10%, 12-15%, 10-12% and 2-4%, respectively.     

碳化铬/Ni3Al复合堆焊层组织及摩擦磨损分析

采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针及X射线衍射分析钨极氩弧堆焊碳化铬增强Ni3Al基复合堆焊层的组织结构,并采用销盘式干摩擦磨损试验机对堆焊层与活塞环用蠕墨铸铁材料的干摩擦磨损性能进行试验比较.结果表明,复合堆焊层内形成Ni3Al金属间化合物基体,其中弥散分布有大量细小的块状和条状碳化物硬质相Cr3C2和Cr7C3;焊接时焊丝中Cr3C2颗粒溶解析出,重新析出的碳化铬颗粒中包含Fe和Ni元素,碳化铬颗粒与Ni3Al基体形成良好的冶金结合;弥散分布的碳化铬颗粒和Ni3Al基体固溶强化的Cr元素决定了堆焊层具有较高的硬度.室温条件下,复合堆焊层具有优异的耐干摩擦磨损性能,其摩擦系数为0.23,远低于活塞环蠕墨铸铁的0.39;磨损率仅为蠕墨铸铁材料的43%.     

The influence of welding condition on the microstructure of WC hardfacing coating on carbon steel substrate

Tungsten carbide (WC) hardfacing coating technique is widely used to improve the performance of carbon steel blade exposed to acidic and abrasive conditions during production. This paper deals with the influence of welding parameters on the microstructure and carbide distribution of WC. WC hardfacing was deposited onto carbon steel by shielded metal arc welding (SMAW). Welding parameters such as welding current, number of weld layers, electrode drying and base material preheat were the focus of this work. Coating hardness, microstructure and elemental composition were analysed in detail. The effects of the welding parameters on WC hardfacing coating microstructure and hardness value were characterized by scanning electron microscope (SEM) and micro-Vickers hardness tester respectively. The larger carbide growth in overall coating region is mainly dictated by high current (200 A), increased number of weld layers (3 layers) and presence of base material preheat due to sufficient heat energy initiating carbide growth. The investigation also revealed that high current affected the growth of smaller carbide particles in matrix region significantly. Meanwhile, number of weld layers and base material preheat influences were seen during hardfacing with lower welding current. The absence of electrode drying led to uniform smaller carbide distribution in matrix region. It was found that increased number of large carbides and uniformly distributed smaller carbides in WC hardfacing deposit increased the hardness value of the coating.     

高速钢中碳化相的恒电位单相显示

利用恒电位浸蚀与伏安法研究了高速钢中碳化物相Ｍ６Ｃ，ＭＣ，Ｍ２３Ｃ６１（Ｍ７Ｃ３）的单相浸蚀条件。它可作这些碳化物观察和鉴定。     

铁基合金激光熔覆组织及高温时效转变的TEM研究

利用ＡＴＥＭ研究了铁基多元合金ＦｅＣｒＷＮｉＣ激光熔覆层的微观组织、亚稳相结构特征以及高温时效时的亚稳相转变机制。结果表明组织为亚共晶组织,即γ＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）,γ奥氏体为具有较高合金度的过饱和亚稳相,Ｍ７Ｃ３（Ｍ为Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ）为六方结构的Ｃｒ基亚稳合金碳化物。熔覆组织在高温时效时存在两类碳化物形成机制,即亚稳γ中析出Ｍ２３Ｃ６、Ｍ２Ｃ与ＭＣ碳化物以及Ｍ７Ｃ３→Ｍ２３Ｃ６与Ｍ７Ｃ３→Ｍ６Ｃ的碳化物原位转变机制。熔覆组织具有较高的显微硬度并存在显著的二次硬化特征     

含钛铁基耐磨复合材料的研制

为了研制一种铁基耐磨复合材料,采用等离子熔覆技术,通过调节铬含量制备多组Fe-Cr-Ti-C合金系统.借助SEM和XRD等分析手段对熔覆层组织和碳化物形貌进行分析.结果表明,熔覆层中随着铬含量的提高,基体组织由A+F向F及M转变;碳化物M7C3及TiC等硬质相的数量逐渐增多.此外研究了铬含量对熔覆层耐磨粒磨损性能的影响规律,熔覆层的耐磨性随着铬含量的增加而提高,当铬含量达到20.1%时,大量高硬度六边形M7C3复合物结合一定量的呈开花状、球状或团聚状TiC颗粒均匀弥散分布在具有较高强韧性的板条马氏体基体中,使得熔覆层具有最佳的耐磨性.     

Effect of carbide degradation in a Ni-based hardfacing under abrasive and combined impact/abrasive conditions

Within this work, the effect of carbide degradation in a WC/W₂C reinforced Ni-based hardfacing was assessed under abrasive and combined impact/abrasive conditions. In view of the above, a WC/W₂C reinforced Ni-based hardfacing was deposited by plasma transferred arc (PTA) welding using different welding currents. Microstructure was characterised by quantitative metallography to determine specific structural parameters: mean carbide diameter and carbide area fraction. Scanning electron microscopy (SEM, EDS) and X-ray diffraction (XRD) were also used to characterise carbide dissolution mechanism. Tribological behaviour was determined with a 3-body abrasion test according to ASTM G65 and with a cyclic impact/abrasion test (CIAT). Results showed significant carbide degradation with increasing welding current, resulting in a significant reduced primary carbide content and carbide diameter. Reduced carbide content indicated a significantly wear rate increase under pure 3-body abrasion conditions. Specific wear energy was determined under pure abrasive condition and showed significant dependence on the primary carbide content. However, wear rates under combined impact/abrasion were at constant level due to the reduction of the brittle primary carbide content.     

稀土氧化物及合金元素对堆焊金属显微组织的影响

采用金相显微镜对堆焊金属的显微组织进行了观察,用X射线衍射仪(XRD)对堆焊金属中相结构进行了分析,用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对断口形貌及夹杂物进行了观察分析.结果表明,在含有Cr,Mn,Mo,N i等合金元素的焊条药皮中添加稀土氧化物,其堆焊金属组织为细针状铁素体,断口为细韧窝状,且分布均匀.而未添加稀土氧化物的堆焊金属组织为粗针状铁素体及少量珠光体,断口中存在准解理断裂形貌.添加稀土氧化物后,堆焊金属中夹杂物类型发生改变,形状近似球形,尺寸均在6μm以下,且弥散分布于堆焊金属中.