Fe-Cr-C系高碳耐磨堆焊合金组织及性能

研究了Fe Cr C高碳耐磨堆焊合金的显微组织及其性能 ,对含碳量为 3 .3 4 %、4 .1 1 %、5 .1 6 %、6 .5 %的四种耐磨堆焊层微观组织及初生碳化物的形态进行了研究 ,分析了碳对微观组织和力学性能的影响。试验结果表明 ,对Fe Cr C耐磨堆焊合金 ,随含碳量的增加 ,初生碳化物数量越来越多且单个碳化物颗粒的体积也变大 ;堆焊层宏观硬度一直持续增加 ;当含碳量 <5 .1 6 %时 ,耐磨性随碳含量的增加而提高 ,但当含碳量到达一定程度时 ,耐磨性反而降低。碳对耐磨堆焊层的组织及性能起着重要作用 ;从理论上分析了湿砂磨损后耐磨面上的孔洞可能就是初生碳化物上的空洞 -晶体缺陷所在地     

修复除尘管道用耐磨铁基堆焊合金的组织和性能

采用手工电弧焊在45钢上堆焊一种耐磨铁基堆焊合金。借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及材料试验机研究了堆焊铁基合金的组织和性能。结果表明,焊态耐磨铁基合金中存在高合金马氏体,其硬度为42.7 HRC,经500℃保温2 h后,堆焊合金的硬度为44.5 HRC,耐磨性有所提高。     

Fe-Cr-C系高碳高铬耐磨堆焊合金微观组织分析

研究了C元素含量6.0%左右时改变Cr元素含量和Cr元素含量40%左右时改变C元素含量两种情况下Cr及C元素各自对Fe-Cr-C合金堆焊层组织的影响.结果表明,C和Cr元素增加时,初生碳化物的量增加.初生碳化物随着C元素和Cr元素的增加,形态越来越规则,分布越来越密集,初生碳化物颗粒的单个尺寸增大.C元素含量6.0%左右,Cr元素含量增大时,初生碳化物微区Cr元素含量增加;而当Cr元素含量40%左右,C元素含量增加时,初生碳化物微区Cr元素含量反而降低.     

高碳高铬铸铁堆焊合金组织分析

研究的堆焊合金成分范围是:C 4.0%～6.5%,Cr 20%～40%.设计制作不同C,Cr合金配比的药芯焊丝,采用埋弧堆焊的方法,得到多组堆焊合金试块,通过组织金相分析、电子探针分析、硬度测试等试验手段,分析C,Cr,Cr/C比对合金组织、硬度以及初生碳化物数量及分布的影响,研究不同合金元素对组织性能的影响规律.     

Hardox400耐磨板堆焊接头硬度与组织的研究

为了研究堆焊过程对Hardox400耐磨板接头硬度与组织的影响,采用CO2气体保护焊的方法在母材上堆焊一道,然后测量试样热影响区到母材的宏观洛氏硬度值,并观察堆焊接头区域的显微组织.结果表明,合适的堆焊工艺条件下,Hardox400耐磨板的硬度值下降区域不超过5 mm,下降幅度在1～2 mm范围出现最大值,降幅约为母材的18％ ～26％.同时,在熔合区未出现明显的晶粒长大现象,焊缝组织中以马氏体为耐磨骨架,细小的Fe2B为耐磨硬质相的组织,能够与基体马氏体组织相匹配,在保证了堆焊后基体耐磨性的同时而不出现堆焊层的脱落.     

一种高碳耐磨高温合金的组织和性能

钴基高温合金通过加入1.05％(质量分数)左右的碳元素,形成大量富含Cr、Co、W的碳化物,并细化晶粒,提高合金的耐磨性能,合金中的碳化物形貌分为两种,一种为大颗粒深色一次碳化物M7G,另一种为浅灰色的小颗粒二次碳化物M23C6,通过对该合金进行不同温度的热处理试验观察发现,随着热处理温度的升高,合金中的浅灰色小颗粒二...     

铁路关键耐磨零件堆焊修复技术

采用四种不同类型的焊条在铁路关键零件上进行堆焊试验,分析不同堆焊金属的硬度及显微组织,同时测试不同试样的磨损失重量,在体视显微镜下观察了不同试样的磨损形貌.结果表明,高铬铸铁型堆焊合金中含有大量的初生及共晶碳化物,堆焊金属硬度约HRC60,当碳化物分布均匀且密集时,可大大提高堆焊金属的耐磨性.     

铬对CADI组织及性能的影响

通过金相观察、X射线衍射分析、能谱分析、洛氏硬度、冲击韧度及耐磨性试验,研究了铬对含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)的组织、力学性能及耐磨性能的影响.结果表明,经过920℃的奥氏体化保温1.5 h及280℃等温淬火保温2h热处理后,含铬0.5%的试样组织及综合性能最佳,其铸态组织为65%珠光体+铁素体+碳化物,热处理后其组织为下贝氏体+15%碳化物+残余奥氏体,抗拉强度σ_b为1 420MPa,硬度为HRC 50.9,冲击韧度为21.37 J·cm~(-2),相对耐磨性比不加铬时提高了48%.     

D256耐磨堆焊接头组织与性能

采用D256耐磨焊条在Q235A钢基体上进行堆焊,研究不同焊接电流下D256堆焊接头组织和性能的变化。试验结果表明:采用D256耐磨焊条堆焊时,焊缝组织为奥氏体和渗碳体,电流较小时,焊缝组织是过饱和奥氏体,随着电流的增大,奥氏体晶粒增大,合金元素溶入,焊缝的硬度与耐磨性均降低。电流增大到140 A时,焊缝中的奥氏体晶粒最大,合金充分溶入奥氏体中,使得焊缝的硬度和耐磨性最低。电流较小时,焊接接头过热区的组织主要是晶粒较粗大铁素体、珠光体和魏氏组织的混合物,电流增大,晶粒增大,在电流140 A时过热区为粗大且明显的魏氏组织。正火区为比母材细小的铁素体和珠光体,堆焊层未出现裂纹,熔合良好,堆焊接头焊缝与HAZ硬度均高于母材,在100 A电流下得到组织和耐磨性能优良的堆焊层。     

药芯焊丝堆焊耐磨覆层组织性能试验研究

采用埋弧焊方法对三种不同的高碳高铬自保护药芯焊丝进行堆焊,并对其堆焊覆层的硬度、耐磨性以及显微组织等进行了试验,研究其堆焊耐磨层的组织、性能及其相互关系。结果显示：1^#堆焊覆层材料耐磨性优于碳含量及硬度更高的2。堆焊覆层材料,表明同类堆焊覆层材料在硬度相近时其耐磨性主要取决于碳化物数量、形态、分布及大小,而合金元素对改变显微组织形态,晶粒大小与分布等方面有积极作用。     

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.     

Fe-Cr-C耐磨堆焊合金磨粒磨损行为

采用埋弧堆焊方法,在Q235钢表面制备Fe-Cr-C耐磨合金,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的扫描电子显微镜观察分析并结合能谱成分分析研究磨损形成机制.结果表明,Fe-Cr-C耐磨堆焊合金在试验的湿石英砂磨料磨损条件下,磨损机制以微裂纹引起的剥落去除机制为主,也存在一定数量的犁沟或犁皱造成的微切削去除机制.剥落的发生与碳化物密切相关,能谱成分分析表明剥落坑内Cr元素含量对应在(Cr,Fe)7C3铬含量范围内,说明剥落坑是碳化物断裂造成的.     

Microstructure and wear property of hardfacing alloy with nitrogen strengthening

The nitrogen-alloying hardfacing alloy of the martensitic stainless steel was deposited on a low carbon steel substrate using hardfacing flux-cored wire. Microstructure and surface hardness of hardfacing alloy were investigated and measured by optical microscope and microhardness tester. Carbonitrides of the hardfacing alloy were observed by electron probe. The wear behaviour of the hardfacing alloy was studied using the belt abrasion test apparatus and the worn surface was analyzed by scanning electron microscopy. The results showed that carbonitride particles in the hardfacing alloy are complex MX (M:alloy elements; X:C, N) precipitate with fine size. These carbonitride particles distributed homogeneously in the hardfacing alloy and had a good strengthening effect on the wear property. The wear property of the hardfacing alloy with nitrogen was better than the one without nitrogen.     

TiN对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织及耐磨性影响

通过药芯焊丝的方式制备Fe-Cr-C-Ti-N和Fe-Cr-C堆焊层,讨论堆焊层中TiN对堆焊层耐磨性能和显微组织的影响. 利用洛氏硬度计检测堆焊层的宏观硬度,通过湿砂轮磨损试验机对堆焊层进行磨料磨损试验,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)等设备进行检测分析. 结果表明,含有TiN的堆焊层中,初生M₇C₃明显比不含TiN的组织细小,并且堆焊层硬度和耐磨性也相应提高. 通过热力学计算得出,熔池冷却过程中TiN先于M₇C₃析出. 由动力学计算可知TiN/M₇C₃的二维错配度为8.43%,TiN可做为初生M₇C₃的异质形核质点,使M₇C₃晶粒细化.     

硼化物强化铁基堆焊合金显微组织与耐磨性

为了提高在严峻工况条件下工作的机械零件的耐磨性,采用等离子弧堆焊技术,制备硼化物强化铁基堆焊合金。借助OM,SEM和XRD等分析手段对合金组织和硼化物相形貌进行分析,并与未加入硼的Fe-Cr-C的堆焊合金进行对比。结果表明:堆焊合金中加入w(B)4.5%可改变基体的组织组成及硼化物的数量和分布形态,从而改善耐磨性。硼化物由大量菊花状M23(C,B)6和少量块状M7(C,B)3相组成,BC4与Cr2B的数量较少。耐磨粒磨损试验结果表明:堆焊合金的耐磨性随着硼含量的增加而先增大后下降,加入w(B)4.5%的堆焊层中形成的大量高硬度硼化物分布在具有较高强韧性的马氏体和奥氏体基体上,使其具有最佳的耐磨性,其磨损量仅为未加入硼时的1/6。     

Fe-Cr-B-C堆焊合金的显微组织及耐磨性

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含有C0.5%～0.7%,Cr9%～12%,B0%～2.25%(质量分数)的堆焊合金。借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和微区EDS分析等手段研究其显微组织及分布形貌。结果表明,其显微组织由铁素体+奥氏体+马氏体+硼化物((Fe,Cr)2B,(Fe,Cr)23(C,B)6,(Fe,Cr)B和(Fe,Cr)3(B,C))等组成,硼化物呈条状、菊花状、块状甚至蜂窝状等形态,不同硼化物数量及其分布形态随硼含量而改变,其中最为典型是(Fe,Cr)23(C,B)6呈菊花状并聚集分布。另外,考察了硼含量对Fe-10Cr-xB-0.6C堆焊合金硬度及耐磨性的影响,耐磨粒磨损试验结果表明,高硼堆焊合金的磨损性优良,当聚集分布的硼化物数量过多,磨粒压入基体及其显微切削运动受到硼化物的有效阻碍,但部分硼化物脱落留下的空洞使其压入切削变易,这使得硼化物与基体的界面结合强度成为影响其耐磨性的一个重要甚至主导因素。     

纯铜表面激光熔覆铜合金涂层的组织及耐磨性

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射及能谱分析对纯铜表面送粉激光熔覆制备的铜合金涂层进行了分析.结果表明,涂层与基体为冶金结合,无气孔、裂纹等缺陷,涂层稀释率极低,铜合金涂层在凝固过程中通过液相分离形成大量均匀弥散分布的细小球形分离相、富含铜的固溶体和少量大块分离相聚集体;细小分离相的平均直径小于5μm,分离相由富含Fe、Co、Mo的多元金属硅化物组成.富含铜固溶体的硬度为280 HV0.1,大块分离相聚集体的硬度为510 HV0.1.磨损试验结果表明,激光熔覆涂层的耐磨性较纯铜基体有显著提高.     

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。     

Influence of welding parameters on microstructure and wear behaviour of a typical NiCrBSi hardfacing alloy reinforced with tungsten carbide

Wear parts which are exposed to severe abrasive conditions must withstand high wear demands. Abrasive loading superposed with impact due to abrasive particles are a dominating wear mechanism restricting lifetime in many different industries, for example mining and farming. In practical application, different welding technologies such as plasma transfer arc (PTA), metal active gas (MAG) and laser are used to form wear resistant materials. The aim of this study is to evaluate the influence of welding parameters on the microstructure and wear behaviour of these wear resistant materials using MAG welding technology. To simulate real field conditions on a lab-scale, tests were performed with a standard ASTM G65 dry-sand rubber-wheel tester (3-body abrasion). In order to investigate impact abrasion, a special impeller-tumbler apparatus was designed and used for wear tests (combined impact and abrasion wear). Wear tests were performed on Ni-based alloys containing large amounts of hard phase.Within this work it was shown that welding parameters such as current intensity and number of layers strongly influence dilution with the base material and furthermore the formation of transition zones between welding layers and overlap zones. Concerning wear behaviour it was found that high content of uniformly distributed tungsten carbides in a metallic matrix show the best behaviour under a condition of pure abrasion, whereas under cyclic impact loading (high energy level) massive breaking of the tungsten carbides results in a high wear regime, compared to martensitic materials which perform best.