提高高磷铸铁耐磨性的表面镍然激光合金化

通过对高磷铸铁表面进行以镍基合金粉末为主的激光合金化处理，调整铸铁表面层中的成分，组织与结构，探讨激光表面合金化层的硬度与硬磨性。实验结果表明，在激光功率为１．５ｋＷ，扫描速度为５ｍｍ／ｓ时，镍铬硼硅末能很好地溶于基材之中，形成明显的合金层与过渡区，溶入的合金元素大多以化合物或固溶体的形式存在，合金层与基材结合良好，未见宏观及微观裂纹，表面硬化层的硬度值大幅度提高，并使耐磨性提高５－７倍。     

磁场控制对堆焊金属组织及性能的影响

为了提高焊缝的力学性能,在低碳钢表面堆焊Fe5合金粉末时,外加纵向间歇交变磁场,研究分析了纵向间歇交变磁场对等离子弧堆焊层金属组织及性能的影响,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检测方法,对不同磁场参数下的等离子弧堆焊试样的硬度、耐磨性及其组织和性能进行了测试分析.分析研究发现,在适当的磁场参数作用下,增加堆焊层金属中硬质相的数量,并控制硬质相的生长方向,可提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.结果表明,外加磁场可以改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒.     

Q235钢表面堆焊310不锈钢的组织与性能

采用MIG焊工艺,在Q235钢试板表面堆焊ER-310(H12Cr26Ni21Si)不锈钢。通过试验得出,当焊接电流为208A,焊接电压为19.2V,摆动宽度为12mm,摆动速度为26mm/s,焊接速度为5mm/s,搭接量为7mm时,获得了成形美观、致密无缺陷的不锈钢堆焊层。对堆焊层的显微组织、化学成分进行了分析,测试了堆焊层的显微硬度及不锈钢堆焊层的耐蚀性。结果表明,堆焊层组织为奥氏体树枝晶和等轴晶;Ni、Cr、Fe是组成堆焊层的主要元素;堆焊层硬度高于基体;堆焊后材料表面的耐腐蚀性能明显提高。     

间歇交变磁场对Fe5堆焊合金组织性能的影响

为了研究外加磁场对堆焊组织性能的影响,在采用等离子弧堆焊铁基合金粉末时加入纵向间歇交变磁场,利用纵向间歇交变磁场控制焊缝熔池中金属液体的流动,改变结晶过程中的热传导及溶质的分配,细化堆焊层金属的组织,并控制堆焊层中硬质相的形态及分布.通过对堆焊层进行硬度、磨损实验以及显微组织分析,得出了间歇交变磁场强度对堆焊层金属硬度和耐磨性的影响规律.实验结果表明,施加磁场比未施加磁场的堆焊层硬度高,耐磨性好;间歇交变磁场电流 I = 3 A时,堆焊层的性能最佳.     

原位自生(Ti,V)C堆焊层的耐磨性能

为了研究大型往复压缩机的曲轴修复方法,采用激光堆焊技术对合金基体表面进行处理获得原位自生(Ti, V)C堆焊层.对获得的堆焊层进行金相组织观察和硬度试验,分析不同成分下堆焊层硬度和耐磨性能的变化规律.结果表明：随着合金层钒铁含量的增加,(Ti, V)C复合硬质相含量增加且分布均匀,堆焊层表面硬度逐渐增强,耐磨性能提高;当被测堆焊层试件中的钒铁含量为32.6%时,堆焊层硬度值为54.6 HRC,磨损量为0.436 7 g,此时堆焊层的力学性能最佳且耐磨性最好.     

H3Cr5WMoV埋弧堆焊合金层的组织与性能

利用自动埋孤焊在Q235钢基材表面得到H3Cr5WMoV合金堆焊层，并对合金堆焊层进行了回火处理。比较研究了堆焊层在焊态和回火态的组织、硬度、耐磨性及抗热疲劳性能。结果表明，堆焊层组织为板条马氏体加残余奥氏体。回火态堆焊层的硬度和耐磨性同于焊态堆焊层，回火态堆焊层的抗热疲劳性能也好于焊态堆焊层。     

原位自生TiC颗粒对铁基耐磨堆焊金属的影响

为了研究原位自生TiC颗粒对堆焊层组织与性能的影响,采用药芯焊丝明弧堆焊方法在Q235钢表面制备了Fe-Cr-Ti-C堆焊合金.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊合金进行了分析.结果表明,加入的Ti元素可在堆焊层中原位生成TiC硬质相颗粒,并促进M7C3硬质相的生成,从而起到细化晶粒的作用.当生成的TiC和M7C3硬质相数量较多且弥散分布于金属基体中时,这些硬质相可起到相应的抗磨骨架作用,从而提高了堆焊金属的耐磨性.当药芯焊丝中Ti元素的质量分数为7%时,堆焊层性能最佳,其硬度值为61.6HRC,磨损量为0.3904g.     

Cr3C2颗粒增强型堆焊合金组织与性能分析

对加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织和性能进行了分析。添加Cr3C2的自保护药芯焊丝堆焊工艺性能良好,堆焊表面少飞溅,无裂纹气孔。通过对比实验研究发现,加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织细小,高温冲击韧性明显优于WC颗粒增强型药芯焊丝,合金组织中既有颗粒增强型药芯焊丝堆焊产生的颗粒增强相,又有高铬铸铁型药芯焊丝堆焊产生的高硬度初生碳化物,双重强化机制使堆焊层显微硬度达到含Nb高铬铸铁堆焊层的水平,平均硬度60 HRC以上。     

磁控状态下Fe90堆焊层显微组织对力学性能的影响

为了研究直流横向磁场对Fe90堆焊层组织和性能的影响,在Fe90自熔堆焊合金的等离子弧堆焊过程中引入直流横向磁场,采用洛氏硬度仪、磨损试验机对不同规范下试样的硬度、耐磨损性进行测试,采用OM及SEM对堆焊层进行显微组织分析,进而揭示外加磁场对堆焊层性能的作用机理.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;当堆焊电流为I=180 A,磁场电流为I_m=3 A时,堆焊层性能取得最佳值,其磨损量为0.4218 g,表面硬度HRC为72.1.外加磁场提高堆焊层性能的主要原因是电弧和熔池在磁场作用下运动状态发生改变,改善了堆焊层组织,使堆焊层的组织由柱状晶转化为等轴晶并细化晶粒,进而提高堆焊层的综合力学性能.     

S32760双相不锈钢Co基等离子堆焊组织耐腐蚀性研究

采用等离子堆焊技术,在S32760双相不锈钢表面堆焊Stellite 12 Co基合金熔覆层,研究了其微观组织、硬度及耐腐蚀性。结果表明,S32760双相不锈钢堆焊Stellite 12 Co基合金后,堆焊层主要由枝晶状γ-Co固溶体和花瓣状枝晶间γ-Co与碳化物共晶组织组成;由于等离子堆焊基体稀释率小,堆焊后热影响区范围小,因此没有出现明显的热影响区硬度高于母材硬度的现象,合金堆焊层硬度在490～510 HV;母材和合金堆焊层表现出良好的耐腐蚀性。     

四种典型合金白口铸铁磨损特性的研究

在模拟实际件冷度速度的基础上，着重研究了四种典型合金白口铸铁的强度、组织、耐磨性及磨损形貌。试验结果表明：以Ｍ７Ｃ３型加ＶＣ型碳化物的Ｍ２合金，其硬度高，碳化物分析均匀，耐磨性好。     

镍基合金焊缝金属热裂纹及接头强韧性的研究进展

综述了镍基合金焊缝金属在热裂纹及接头强韧性方面的最新研究进展,得出:1)焊丝中添加Nb、Al、Ti、Ce等合金元素可降低焊缝金属高温失塑裂纹敏感性,添加Mn和Mg可抑制S、P、Si、Bi等低熔点化合物的生成,控制药芯组成中TiO2、SiO2、ZrO2、MnO2等造渣剂之间比例关系,有助于提高焊缝金属抗热裂纹性;2)采用合适的焊接工艺可有效避免焊缝金属热裂纹的产生,其中,激光焊、电子束焊等新型焊接工艺对焊缝金属热裂纹的影响逐渐成为研究热点;3)采用固溶+双级时效的焊后热处理工艺,可改善焊接接头的强韧性,焊丝中添加Al、Ti、Nb、Mo、Mn等合金元素可提高焊接接头抗拉强度,但随着Mn质量分数的增加,接头冲击韧性降低.     

等离子喷焊铁/镍混合基喷焊层Q345复合板的制备

通过在铁合金粉末中加入5%质量分数的镍合金粉末来制备铁镍合金粉末。使用等离子喷焊技术在以Q345为基体的低合金钢表面制备铁/镍混合基喷焊层。通过设计正交实验,使用金相显微镜,物相显微镜以及扫描电镜,来研究铁/镍混合基喷焊层的物相以及微观组织,判断其基体和喷焊层的结合性是否良好以及对基体,融合线,喷焊层的金相组织进行观察与分析。在判断喷焊层显微硬度时,使用维氏显微硬度计,对试样的喷焊层,融合线以及基体进行测试,并对其数据进行分析。使用软件对试样的金相图进行晶粒分析,通过对试样的硬度,成型系数,焊缝宏观样貌,裂纹等数据进行分析,优化出具有高性能的铁/镍混合基Q345复合板工艺参数。     

Effect of strong carbide forming elements in hardfacing weld metal

To achieve high carbon hard-facing weld metals with both high hardness and crack resistance, strong carbide forming elements Ti, Nb and V were alloyed into the weld metals, and their effect on the formation of carbides and the matrix microstructure were studied. Electron Probe Microanalysis (EPMA), Energy Dispersive Spectroscopy(EDS) and Transmission Electron Microscopy(TEM) were adopted to investigate the microstructure, then thermodynamics of the formation of carbides was calculated and their effect on the matrix was further discussed. It is revealed that Nb, Ti and V influence strongly the distribution and existing state of carbon, inducing precipitation of carbides accompanying with the depletion of carbon in matrix. But when only V are alloyed as carbide forming element, the carbides are scarce and distributed along grain boundaries, and the hard-facing alloy is too hard, while the using of only Nb or Ti could not reinforce the weld metals effectively. The hard-facing alloy reinforced with Nb, V and Ti can form dispersive fine carbides and low carbon martensite matrix.     

Effects of cryogenic treatment on mechanical properties and microstructure of Fe-Cr-Mo-Ni-C-Co alloy

Fe-Cr-Mo-Ni-C-Co alloy was quenched in liquid nitrogen and held for 24 h. Hardness tester, OM, XRD, SEM were used to investigate the mechanical properties and microstructures of the alloy. The results show that the hardness increases by 1-2 （HRC） and the compressive strength decreases slightly after cryogenic treatment. The increase in hardness is attributed to the transformation from austenite to martensite and the precipitation of the very tiny carbide η-Fe2C. The decrease in compressive strength is caused by residual stress. The great amount of carbides, such as Cr7C3 and Fe2MoC, in the alloy and the obvious difference in thermal expansion coefficient between these carbides and the matrix at the cryogenic temperatures lead to this residual stress. The microscopy of cryogenic martensite is different from that of the non-cryogenic martensite. The cryogenic martensite is long and fine; while the non-cryogenic martensite is short and coarse. There is obvious surface relief of the cryogenic martensite transformation. It is not orientational of this kind surface relief and the boundary of this surface relief is smooth and in a shape of butterfly. The surface relief in the non-cryogenic martensite is wide and arranged in parallel, and the boundary of surface relief is not smooth. These characteristics may imply different growth ways of the two kinds of martensite.     

二次碳化物的析出和转变对15Cr-1Mo-1.5V高铬铸铁硬化行为的影响

为了揭示高铬耐磨铸铁硬化的微观机制，提高其使用性能，采用光学显微镜、透射电镜和X射线衍射研究15Cr—1Mo—1．5V高铬铸铁中二次碳化物的析出和转变对其亚临界处理硬化行为的影响。研究结果表明，在833K进行亚临界处理时，出现两个硬化峰。残余奥氏体发生马氏体转变和二次碳化物(Fe，Cr)23C6的析出是第一个硬化峰形成的原因；MoC、(Cr，V)2C的析出导致材料的硬化则引起了第二个硬化峰形成。随后发生了(Fe，Cr)23C6向M3C型碳化物的原位转变，导致珠光体基体的形成，从而使材料硬度降低。     

焊接对Zr—Nb包壳管显微硬度和组织的影响

通过对M5锆合金包壳管进行金相分析、TEM分析和显微硬度测试,研究了真空电子束焊接对M5合金显微组织和力学性能的影响．实验结果表明：Zr-Nb合金焊接组织为粗大的马氏体a和d所构成,晶粒度远高于母材,近缝区母材晶粒并未长大．在透射电子显微镜下可清晰看到板条状马氏体．焊缝区域的显微硬度明显高于母材．     

Cr／C对31％Cr高铬铸铁组织与性能的影响

研究了Cr／C对31％Cr高铬铸铁铸态组织、硬度、冲击韧性、耐磨性等性能的影响．结果表明：在本实验条件范围内,所制备的Cr31高铬铸铁均为过共晶组织和六角棒状的M7C3碳化物;随着Cr／C的增加,组织中的过共晶碳化物逐渐变得细小,而且分布更加弥散、均匀,在相同大小的视场内过共晶碳化物的相对数量减少,铸铁的过共晶度下降．随着Cr／C的增加,Cr31铸铁的硬度略有下降,而冲击韧性有明显的升高趋势．当外加载荷为70N时,Cr31铸铁的耐磨性随Cr／C的增加而下降．     

Influence of secondary carbide precipitation and transformation on abrasion resistance of a 3Cr15Mo1V1.5 white iron

The relationship between the secondary carbide precipitation and transformation of the 3Cr15Mo1V1.5 white iron and abrasion resistance was investigated by using optical microscope （OM）, transmission electron microscopy （TEM） and X-ray diffrac- tion （XRD）. The results show that the properties of secondary carbides precipitated at holding stage play an important role in the abrasion resistance. After certain holding time at 833 K subcritical treatment, the grainy （Fe, Cr）23C6 carbide precipitated and the fresh martensite transformed at the holding stage for 3Cr15Mo1V1.5 white iron improve the bulk hardness and abrasion resistance of the alloy. Prolonging holding time, MoC and （Cr, V）2C precipitations cause the secondary hardening peak and the corresponding better abrasion resistance. Finally, granular （Fe, Cr）23C6 carbide in situ transforms into laminar M3C carbide and the matrix structure transforms into pearlitic matrix. These changes weaken hardness and abrasion resistance of the alloy sharply.     

中碳钢激光相变硬化组织中碳化物特性的研究

借助Ｈ－８００透射电子显微镜和Ｄ／ｍａｘ－ＲＣｘ射线衍射仪，对中碳钢激光淬火相变硬化区马氏体上弥散分布的碳化物进行了研究．试验结果表明，相变硬化区的组织为混合型马氏体且其上弥散分布着Ｍ３Ｃ型碳化物．此类碳化物对淬硬区硬度的提高起了非常重要的作用．