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。     

横向交流脉冲磁场对堆焊金属组织及性能的影响

通过在低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加交流脉冲横向磁场,研究了交流脉冲磁场对镍基自熔合金组织及性能的影响,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法,系统分析了不同脉冲磁场电流、占空比作用下的堆焊试样的硬度、耐磨性及组织.结果表明,外加横向交流脉冲磁场可以有效改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒,在适当的脉冲磁场电流、占空比作用下,可以获得最佳的电磁搅拌效果,增加堆焊层金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.     

横向交流磁场频率对堆焊金属组织及性能的影响

在镍基堆焊合金等离子弧堆焊过程中引入横向交流脉冲磁场,研究了横向交流脉冲磁场频率对等离子弧堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法,系统分析了不同脉冲磁场频率作用下堆焊试样的硬度、耐磨性及组织.结果表明,外加横向交流脉冲磁场可以有效改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒,在适当的脉冲磁场频率作用下,可以获得最佳的电磁搅拌效果,增加堆焊层金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.     

磁场参数对堆焊层组织性能的影响

对低碳钢表面进行Fe5,Fe3和钴基合金粉末等离子弧堆焊时外加纵向直流磁场,研究了电磁搅拌对堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、宏观硬度检验等手段对试样进行测试分析,系统地分析了磁场强度对三种合金堆焊层硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,在适当的磁场参数作用下,堆焊层金属可以获得最佳的细化效果,从而改善堆焊层金属的硬度和耐磨性;而且在堆焊不同的合金粉末时,发现最佳电磁搅拌作用下的磁场强度大小趋于定值.     

工艺参数对堆焊层组织性能的影响

采用碳弧堆焊设备制备 Cr-B-Ni-V 系耐磨合金,在制备过程中加入直流横向磁场.外加磁场将与电弧、熔池相互作用形成电磁搅拌现象,细化堆焊层金属的组织,影响硬质相的形核及分布,进而提高堆焊层的综合力学性能.通过对堆焊层进行硬度、磨损试验以及显微组织分析,研究堆焊速度、磁场强度对堆焊层金属的硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,堆焊速度应与磁场电流配合使用,才能使堆焊层的性能得到充分改善;当堆焊速度为 12cm/min,磁场电流为 3A 时,堆焊层的硬度得到最大值,而磨损量达到最小值,其具体数值硬度为 54.4 HRC,磨损量为 0.0335 g.

Abstract：

In order to refine the structure of deposited metal and control the morphology and distribution of hard phase in surfacing deposit, DC transverse magnetic field was applied to the carbon arc surfacing of Cr-B-Ni-V iron based alloy system. The influence of magnetic intensity and surfacing speed on degree of hardness and wearing resistance was studied through analyzing the hardness, wearing and microstructures of the surfacing deposit. The results show that good match of magnetic field intensity and surfacing speed can improve the properties of surfacing deposit; the optimal values of surfacing deposit are 54.4 HRC and Δm = 0.033 5 when magnetic field current is 3 A, surfacing current is 180 A and surfacing speed is 12 cm/min.     

直流横向磁场作用下钴基合金的组织及性能

为了提高堆焊层的性能,研究直流横向磁场对等离子弧堆焊层的组织和性能的影响.在低碳钢表面进行钴基合金粉末等离子弧堆焊时施加直流横向磁场,焊后对堆焊层进行硬度、磨损、显微组织以及X射线衍射分析,并系统地分析直流横向磁场对等离子堆焊层硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,施加磁场时堆焊层性能比无磁场时堆焊层性能好.当堆焊电流为1...     

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.     

外加磁场对碳弧堆焊层组织及性能的影响

采用碳弧堆焊方法对Cr-B-Ni-V系铁基合金堆焊时加入直流横向磁场,来细化堆焊层金属的组织,控制硬质相的形态及分布.通过对堆焊层进行硬度、磨损试验和显微组织的分析,得出了磁场强度对堆焊层金属的硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,施加磁场比未施加磁场的堆焊层硬度高,耐磨性好;磁场参数与堆焊工艺参数相匹配时,堆焊层的性能达到最佳,即磁场电流3 A,堆焊电流180 A,堆焊速度12 cm/min时,堆焊层硬度最高,耐磨性最好,此时堆焊层中硬质相细小、分布均匀,且呈"六角形",方向一致.     

TiC对Ni35A堆焊层组织及摩擦磨损性能的影响

利用等离子弧对Ni35A及加入10%TiC的Ni35A预压块体进行堆焊试验,借助金相显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计及摩擦磨损试验机研究堆焊层组织及磨损性能。结果表明,堆焊层主要由(Fe,Ni)固溶体组成,加入TiC粉末后,堆焊层含硬质相Ni_3Ti及TiC,合金晶粒明显细化;焊层硬度增加,表层硬度提高了73%;磨痕深度、磨痕宽度、磨损量较Ni35A堆焊层的分别降低了38.9%、25.0%、57.6%。     

磁场形态对等离子弧堆焊层组织性能的影响

在低碳钢表面进行Fe5自熔合金等离子弧堆焊时外加纵向磁场,并改变磁场形态,对不同磁场参数下堆焊试样进行硬度和磨损试验.采用显微电镜和扫描电镜对堆焊层显微组织进行分析,研究磁场形态和参数对堆焊层组织性能的影响规律和作用机理.结果表明,交、直流纵向磁场均可以改善堆焊层的组织性能,由于交流纵向磁场中频率可调,增加了磁场的可控性,对堆焊层组织性能的作用效果比直流纵向磁场更明显.在焊接电流为160A,磁场电流为3A,磁场频率为10Hz时,堆焊层金属性能达到最佳值,此时硬度为68HRC,磨损量为0.0318g.     

磁场频率对Fe5自熔合金性能的影响

在低碳钢表面进行Fe5合金等离子弧堆焊时外加纵向磁场,对堆焊试样进行磨损和硬度试验,采用显微电镜和扫描电镜对堆焊层显微组织进行分析,研究磁场频率对堆焊层金属的硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,外加纵向磁场通过电磁搅拌作用细化堆焊层金属的组织,并控制硬质相的形态及分布;堆焊层的硬度和耐磨性随磁场的频率变化而变化并存在最佳值,在适当的磁场频率作用下电磁搅拌达到最佳效果从而提高堆焊层金属的综合力学性能.     

Cr含量对Fe-B-C系耐磨合金堆焊层组织和硬度的影响

为了抑制高硼铁基耐磨堆焊合金硬质相Fe2B内部的显微裂纹,改善堆焊合金层的耐磨性能,向Fe-B-C系耐磨堆焊合金中添加不同含量的Cr,研究Cr含量对堆焊层组织形貌、物相组成及硬度的影响。试验采用添加不同含量微碳铬铁粉的方式,利用等离子粉末堆焊的工艺,在Q235钢板上制备具有不同Cr含量的高硼铁基堆焊合金,通过光学显微镜、XRD,SEM,EDS及洛氏硬度等方法对耐磨堆焊层的组织形貌、物相组成及硬度进行了分析。研究结果表明,未添加微碳铬铁粉时,堆焊合金层由初晶Fe2B相和共晶组织α-Fe+Fe3(C,B)组成;当微碳铬铁粉的添加量为30%时,出现新的初晶相Fe1.1Cr0.9B0.9;Cr元素具有促使堆焊层组织硬质相Fe2B析出的作用,并且能有效抑制初晶Fe2B相显微裂纹的产生;堆焊层的硬度随Cr含量的增加而增加,当微碳铬铁粉添加含量为55%时,硬度高达到65.5 HRC。创新点： 设计了一种高硬度、高抗裂性的高硼铁基耐磨堆焊合金材料。阐明了堆焊合金组织的形成规律,揭示了Cr对堆焊合金的改性机理。堆焊合金以麦穗状初晶相Fe1.1Cr0.9B0.9为耐磨骨架,共晶组织α-Fe+M3(C,B)为支撑相,两者相互协调配合,有效解决了高硼铁基耐磨堆焊合金的脆性过高的难题。     

电磁搅拌对堆焊层金属组织及性能的影响

对低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加间歇交变纵向磁场,研究了电磁搅拌对堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等手段对试样进行测试分析.研究发现,随着磁场参数的增强,堆焊层中硬质相的数目随之增加,且均匀分布于堆焊层的表面,堆焊层金属的耐磨性也随之增强;当磁场电流为3 A,磁场频率为10Hz时,堆焊层金属的性能达到最佳状态.结果表明,在适当的电磁参数作用下,堆焊层金属才能获得最佳的细化效果;而且电磁搅拌可以控制堆焊层表面中硬质相的形态,使其由长条状和六方块状的混合形态逐渐转变为较规则、均匀的六方块状,从而进一步提高堆焊层金属的硬度和耐磨性.     

退火对2209双相不锈钢堆焊层组织和性能的影响

对2209双相不锈钢堆焊层试样在690℃进行不同保温时间的退火处理,采用化学分析、力学性能测试、显微组织观察、断口分析及XRD分析等手段,探讨了不同退火时间下堆焊层中σ相的析出机制、分布情况以及其对力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,690℃退火后,σ相沿着γ/δ或δ/δ晶界析出,随着退火时间的延长,σ相向铁素体内部长大且析出量逐渐增多并最后趋于平缓;σ相的析出导致硬度增大,冲击韧性和耐蚀性能下降;冲击断口的断裂机制由焊态的韧性断裂向690℃退火后以准解理断裂为特征的脆性断裂转变。     

磁场作用下镍基等离子弧堆焊层的组织及耐磨性能

采用等离子弧堆焊设备将镍基合金粉末堆焊到低碳钢表面的过程中施加直流横向磁场,此后对堆焊层进行硬度、磨损和金相试验以及EDS,XRD分析,并系统地研究直流横向磁场对镍基粉末等离子弧堆焊层组织及耐磨性能、硬质相形态及数量的影响规律,对直流横向磁场的作用机理进行了初步的分析和讨论.结果表明,堆焊电流和磁场电流相匹配,即堆焊电流为140 A和磁场电流为2 A时,堆焊层才能获得最佳的性能,此时堆焊层的硬度为66.3 HRC,磨损量为0.0767 g,并且堆焊层组织中硬质相数量最多且分布均匀,从而增强了堆焊层金属的综合力学性能.     

横纵磁场下铁基合金堆焊层组织性能的对比分析

将Fe5自熔合金采用等离子弧堆焊设备堆焊到低碳钢表面,在堆焊的过程中施加直流横向和直流纵向磁场,并调节磁场参数和堆焊工艺参数,对不同参数下堆焊试样进行硬度和磨损试验,采用显微电镜和扫描电镜对堆焊层显微组织进行分析,研究两种磁场状态下堆焊层组织、性能的差异性,并对其中的机理进行探究.结果表明,直流横向磁场和直流纵向磁场均可提高硬质相的形核率,改善堆焊层的组织性能;横向磁场作用下堆焊层中硬质相杂乱分析,而纵向磁场使堆焊层中的硬质相以规则的"六边形"出现,这使得横向磁场对提高堆焊层的硬度较明显,纵向磁场对提高堆焊层耐磨性效果明显.     

脉冲磁场电流对堆焊金属组织及性能的影响

研究了纵向交流脉冲磁场电流对等离子弧堆焊层金属组织及性能影响,利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和磨损试验等方法对不同脉冲磁场电流作用下的堆焊试样的硬度、耐磨性及组织进行分析.研究发现,在适当的脉冲磁场电流作用下,可以增加堆焊层金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.     

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。     

工艺参数对钻杆接头Fe90等离子堆焊层组织及性能的影响

为了改善钻杆接头的耐磨性,延长其使用寿命,采用等离子堆焊技术在Q235普碳钢表面制备了Fe90合金堆焊层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、硬度测试仪对堆焊层的组织结构、元素构成、硬度进行测试分析,通过多因素正交试验和相关分析探究堆焊电流、合金粉末输送速度、送粉气体流量对堆焊层组织及性能的影响。结果表明：当堆焊电流为180 A,输粉速率30 g/min,输粉气流量2.5 L/min时,堆焊层组织及性能较为理想,硬度达到59.4 HRC,耐磨性得到了较大幅度的提升。     

间歇交变磁场波形对堆焊金属组织及性能的影响

为了研究交变磁场波形参数对堆焊层金属组织及性能的影响,对低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加间歇交变纵向磁场,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法.系统分析了不同磁场波形参数对等离子弧堆焊试件的作用.结果表明,适当的交变磁场波形参数能增加堆焊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,从而获得最佳的电磁搅拌效果.