铝含量对高铬合金堆焊层组织与性能的影响

采用焊丝和合金粉块氮气保护明弧堆焊方法制备了不同Al含量的Fe-Cr-C-Al合金堆焊层,利用扫描电镜、能谱仪、洛氏硬度计等分析不同Al含量堆焊层的组织和性能。结果表明,堆焊层焊态组织主要由马氏体、奥氏体和M7C3型碳化物组成,铝含量为2.11%和3.06%的堆焊层中有Al2O3硬质相的存在;随着Al含量的增加,Fe-Cr-C-Al堆焊层的洛氏硬度逐渐增加而磨损量呈依次递减趋势,含3.06%Al堆焊层耐磨性是基体耐磨性的4.2倍,堆焊层硬度值达到45 HRC,磨损量最小。     

TiC对高铬堆焊层显微组织及耐磨性的影响

采用药芯焊丝自保护明弧方法在Q235A基体上制备了高铬耐磨层。通过光学显微镜、扫描电镜、X-射线衍射仪和显微硬度计分析研究了TiC对堆焊合金层显微组织和性能的影响。结果表明,随着药芯焊丝中TiC含量增加,母材稀释作用减弱,堆焊层因成分稀释所产生的富铬α-Fe固溶体、网状或者树枝状碳化物等显著减小直至消失,并降低了堆焊合金层的各向异性。此外,湿砂磨粒磨损试验和表面磨损形貌分析结果表明,加入一定量的TiC可改善明弧堆焊合金的耐磨性,其磨损机理主要为微观剥落。     

Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊合金组织及耐磨性能

采用CO2气体保护堆焊方法,在Q235钢表面制备不同硼含量的Fe-C-Ti-Cr-B系堆焊层金属,利用扫描电镜（SEM）对堆焊层的组织进行了观察分析.在MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机上进行磨粒磨损试验,通过对磨损试样表面扫描电子显微镜观察分析并结合能谱成分分析探讨了磨损机理.结果表明,Fe-C-Ti-Cr-B耐磨堆焊合金中随着硼含量增加,基体组织逐渐细化,TiC颗粒数目增多且分布弥散均匀,但当硼含量增大至1.16%时,磨损面上大量碳化物剥落,抗磨损性能降低;当硼含量为0.55%时合金表现出优良的耐磨损性能,其耐磨性比未加硼的Fe-C-Ti-Cr系堆焊合金提高了3.7倍.     

稀土硅铁添加剂细化高铬铸铁堆焊合金

研究了稀土硅铁(RE-Si-Fe)添加剂对高铬铸铁堆焊合金组织的细化作用。采用光学显微镜对不同RE-Si-Fe加入量高铬铸铁堆焊合金的显微组织进行了观察;采用砂带式摩擦磨损试验机对其表面的耐磨性进行了评价,并采用扫描电镜对磨损形貌进行了观察;采用热力学计算和错配度计算分别讨论了Si和RE元素对高铬铸铁堆焊合金组织演变的影响。结果表明,RE-SiFe可以细化高铬铸铁堆焊合金的显微组织,提高其耐磨性。其原因为RE在堆焊冶金反应中生成的一系列稀土化合物,与M7C3型碳化物有良好的界面匹配,可以成为M7C3型碳化物的非均质化形核核心,细化了该碳化物。     

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.     

热轧辊耐磨堆焊焊条的研究

研究了一种用于热轧辊堆焊的耐磨堆焊焊条，通过堆焊层的金相显微分析及Ｘ射线物相分析表明，其焊合金组织为马氏体＋残余奥氏体＋碳化物。堆焊层的硬度在ＨＲＣ５８￣６０之间，仍保持在ＨＲＣ５８￣５９，高应力磨粒磨损实验和工业试验证明，热轧辊堆焊合金的耐磨性优良是４５钢的６．１倍。     

Fe-C-Cr-V高铬堆焊合金的M7C3型碳化物及耐磨性

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含有0.9%~3.0%C,15%~20%Cr,2.0%~3.0%V的高铬合金.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究其显微组织及碳化物分布形貌.结果表明,其显微组织由马氏体+铁素体+奥氏体+初生M7C3+(Fe,Cr)3C+TiC等相组成.通过优化药芯焊丝组份及调整堆焊速度,获得了沿堆焊表面垂直方向定向分布的初生M7C3型碳化物,电子能谱分析显示该碳化物为(Fe,Cr,V)7C3.此外,考察了碳含量对高铬堆焊合金硬度及耐磨粒磨损性能的影响.表明其耐磨性优良,其中15~25μm M7C3型初生碳化物颗粒有效阻碍磨粒的显微切削运动,显著改善了耐磨性.     

Y含量对Mg-Al-Zn堆焊合金摩擦磨损性能的影响

研究了Y元素添加及其含量对AZ91焊丝堆焊Mg-Al-Zn合金室温下干滑动摩擦磨损性能及磨损机制的影响。结果表明:由于存在粗大β-Mg_(17)Al_(12)相,未添加稀土Y元素的AZ91堆焊合金的耐磨性能较差;通过添加稀土Y元素,可以减小粗大β相的尺寸和数量,减小亚表层变形层的厚度以及堆焊合金发生剥层磨损的程度,提高堆焊合金的耐磨性;稀土Y元素会导致堆焊合金的硬度降低;AZ91堆焊合金的主要磨损机制有3种:磨粒磨损、氧化磨损和剥层磨损。     

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．     

自保护药芯焊丝激光-电弧复合热源堆焊参数对焊道表面成形的影响

以自保护药芯焊丝(414N-O)为研究对象,借助焊道表面成形系数来评价自保护药芯焊丝激光-电弧复合热源堆焊焊道的表面成形特征,研究了自保护药芯焊丝激光-电弧复合热源堆焊过程中堆焊参数对焊道表面成形的影响. 结果表明,复合热源堆焊过程中,激光的加入明显降低了自保护药芯焊丝电弧作用点漂移概率,有效地克服了自保护药芯焊丝长弧堆焊气孔问题,降低了电弧对工件表面的作用能量. 堆焊参数中,光丝前后位置和光丝间距对焊道表面成形特征起决定性影响,激光前置时光丝间距对焊道表面成形影响显著,激光后置时则影响较小;光丝间距DLA=0 mm和DLA=+2 mm时,有利于焊道表面成形;光丝间距DLA=-2 mm时,恶化了焊道表面成形;激光功率、堆焊速度、堆焊电流和堆焊电压对焊道余高影响显著,激光功率、堆焊电流和堆焊电压对焊道表面成形系数影响显著,焊丝伸出长度对焊道余高和焊道表面成形系数影响较小.     

竖直方向低稀释率射流堆焊方法研究

通过改造传统的MIG焊接系统,使电弧在钨极与焊丝间稳定燃烧,建立竖直方向堆焊系统。通过改变堆焊工艺参数,分析了焊接电流、焊接速度、钨极到工件表面距离对焊缝成形的影响。对堆焊层的显微组织、显微硬度、拉伸及冲击性能进行分析。结果表明,与传统立焊相比,焊缝成形美观,无宏观缺陷,飞溅小,焊接效率高;堆焊层显微组织主要有先共析铁素体、侧板条铁素体及针状铁素体;堆焊层硬度高于基体,且其拉伸、冲击性能符合标准要求。     

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.     

高钒复合堆焊合金的耐磨性分析

为了研制一种高钒耐磨复合材料,通过调节钒含量制备多组Fe-Cr-V-C合金,对其进行等离子弧堆焊,通过硬度和磨损试验得出合金力学性能的变化规律,利用XRD,OM和SEM分析合金的物相组成、组织形态和分布情况.结果表明,堆焊层的力学性能随着V元素含量的增加而提高,当V元素含量达到26.2%时,堆焊层的力学性能达到最佳值,...     

冷冲模具堆焊材料及堆焊工艺

针对冷冲模具的工作条件,失效形式和性能要求,研制了了ＣｒＭｏＷＶＴｉ合金系堆焊金属,并把它分别配制成钨极氩弧焊用药芯焊丝和焊条两种堆焊材料。     

冶金轧辊堆焊技术综述

分析对比了国内外冶金轧辊堆焊修复及复合制造技术发展状况,重点对冶金轧辊堆焊工艺进行了较为全面的介绍,并对我国冶金轧辊堆焊复合制造技术进行了展望.     

冷轧辊局部冷焊焊条的设计及其熔敷金属分析

根据冷轧辊的可焊性及工况，设计专用局部冷焊焊条ＧＴ－５５和ＧＴＦ－５５。采用高密度弥散初生碳化物为强化质点，并配以板条马氏体（ＭＬ）和薄膜状残余奥氏体（ＡＲ）为基体组织，使焊缝具有高硬度兼高抗裂性，满足了冷轧工作辊局部冷焊要求。     

大模数齿轮磨损后的堆焊修复工艺研究

通过试板的工艺试验，探索选用适当的焊条、采用适当的焊接工艺和焊后热处理工艺来修复ＺＧ４５钢大模数齿轮磨损齿面的可能性。试验结果表明，联合使用Ｄ１３２＋Ｄ１１２或Ｄ１３２＋Ｊ４２２进行堆焊，均可满足堆焊修复工艺的要求。     

Fe对NiAl金属间化合物光束堆焊层成形及组织结构的影响

采用X射线衍射、SEM、EDS等分析方法，研究了铁元素对光束堆焊合成NiAl金属间化合物层的成形和组织结构的影响规律。结果表明，光束堆焊镍铝混合粉制备NiAl金属间化合物层时，NiAl的高熔点导致堆焊层成形困难。在镍铝混合粉中加入适量铁粉（11at％～28at％）可以降低堆焊合金体系的熔点、改善堆焊层成形。随着铁粉加入量的增加，堆焊层的稀释率呈现先增加后降低的趋势，过多的铁粉加入量（43at％）将使熔池金属不能润湿母材。铁元素的引入使堆焊层中析出了Fe3Al相，随着堆焊层中含Fe量的增加，Fe3Al的析出量增加，堆焊层的微观组织为NiAl柱状晶和柱状晶间的Fe3Al条状相。     

大型支承辊的堆焊修复

大型支承辊的堆焊修复是一项系统工程,涉及面广、难度大、要求高.主要对材料、工艺、装备保证修复成功的三大主要因素进行了论述.并指出选择合适的堆焊材料和严格的工艺是满足辊面性能要求和堆焊层质量的可靠保证,而精良的工艺装备能够保证工艺的正确实施.