基于铸钢堆焊用铁基高合金焊材的焊后热处理研究

采用Fe-Cr-Ni系药芯焊丝在ZG25CrNiMn基体表面进行埋弧堆焊,焊后分别进行空冷及200、300、400、500、600℃不同温度回火处理。通过金相显微观察、硬度检测、摩擦试验以及冲击试验和SEM扫描等试验方法分析了焊后不同处理对堆焊层组织、硬度、耐磨性及断裂机理的影响规律。结果表明:焊后采取不同处理,堆焊层的组织形貌、硬度、耐磨性以及断口形貌存在较大差异。焊后空冷条件下,堆焊层主要为粗大的片状马氏体组织,硬度较高,耐磨性及冲击韧性较低,断裂面出现较多的大面积平整断裂面,表现为明显的脆性断裂。焊后200℃低温回火条件下,组织和力学性能变化较小,当回火温度超过200℃时,随着回火温度的升高,堆焊层中原有的粗大片状马氏体逐渐减少,细小的板条状回火马氏体逐渐增多,硬度逐渐降低,耐磨性逐渐提高,同时堆焊层的韧性逐渐得到改善,断裂面中逐渐出现一定数量的较小较深的断裂韧窝。当回火温度达到500℃时,堆焊层的硬度降低,耐磨性较高,断裂面的断裂韧窝较多,当回火温度达到600℃时,堆焊层主要表现为细小的粒状回火索氏体,耐磨性降低。     

焊后回火处理对Cr-Mo-Ni-W系熔覆层组织及性能的影响

利用Cr-Mo-Ni-W系焊丝对Q345钢进行堆焊,焊后对各堆焊试样分别空冷及300、400、500℃回火处理。通过金相显微分析、硬度以及冲击试验,研究了焊后不同处理条件下熔覆层的组织、硬度及韧性。结果表明:焊后空冷条件下,熔覆层主要表现为粗大的片状马氏体,硬度分布不均,韧性较低脆性较高,断口表现为典型的脆性断裂;焊后随着回火温度的升高,熔覆层中粗大片状马氏体逐渐减少,硬度分布逐渐均匀化,同时,韧性逐渐改善。当回火温度达到400℃时,熔覆层中组织为细小的板条状回火马氏体,硬度及韧性较高,断口中出现大量的断裂韧窝;当回火温度达到500℃时,熔覆层出现大量的粒状回火索氏体,硬度较低。     

焊后处理对45钢基体模具堆焊层组织及力学性能的影响

在45钢基体上进行了堆焊试验,并将堆焊后的试样分别进行了直接空冷和焊后回火处理,研究了这两种焊层的显微组织、硬度以及耐磨性能.试验研究结果表明:堆焊后空冷试样的显微组织为粗大的板条状马氏体和大量残留奥氏体;堆焊后进行500～550℃回火处理,试样焊层的显微组织主要是细小托氏体和少量残留奥氏体.堆焊后回火处理试样的硬度比直接空冷试样的硬度低10％,邻近熔合区的基体硬度有所提高,熔合区硬度梯度减小,有利于改善堆焊层的韧性;焊后回火处理的试样的耐磨性比直接空冷试样的耐磨性提高35％.     

不同处理工艺对高合金堆焊合金层组织及耐磨性影响

采用高合金堆焊药芯焊丝对9CrMoV轧辊钢基体表层进行堆焊修复,焊后分别对堆焊试样进行空冷、砂冷及淬火回火处理。采用金相显微镜观察以及磨损试验对焊后不同处理条件下的熔覆层组织及耐磨性进行对比分析。结果表明:焊后不同处理条件熔覆层组织以及耐磨性具有较大的差异,焊后空冷条件下熔覆层主要为粗大的片状马氏体,耐磨性较差;焊后砂冷条件下,粗大的片状马氏体减少,出现部分细小的板条马氏体,同时耐磨性提高;当焊后处理条件为调质时,熔覆层几乎全部为细小的板条回火马氏体,并出现部分贝氏体,耐磨性较高。     

焊后不同回火时间对高铬熔覆层组织及性能的影响

利用高铬药芯焊丝对35钢进行堆焊,堆焊后对各试样分别采取直接空冷和焊后400℃×(1、2、4)h回火处理,通过金相显微镜观察、断口扫描以及磨损试验对焊后不同处理条件下的熔覆层组织、断口形貌以及耐磨性能进行对比分析。结果表明:焊后不同处理条件下的熔覆层组织、断口形貌以及耐磨性能具有较大的差异。焊后空冷条件下熔覆层主要为粗大的片状马氏体,冲击韧性及耐磨性较差;焊后随回火时间的延长,粗大的片状马氏体逐渐减少,细小的板条回火马氏体逐渐增多,同时韧性及耐磨性提高;当焊后回火条件为400℃×4 h时,熔覆层全部转变为细小的板条回火马氏体,韧性较好,耐磨性较高。     

焊后热处理对Q235钢熔覆层组织和耐磨性的影响

利用药芯焊丝对Q235钢进行堆焊,堆焊后分别采取直接空冷和焊后450℃×3h回火处理,并对回火前后熔合线两侧的热影响区和熔覆层进行了显微组织、显微硬度梯度以及熔覆层的耐磨性能试验。试验结果表明:焊后空冷条件下,靠近熔合线的热影响区存在大量的魏氏组织,熔覆层为粗大的片状马氏体和大量残余奥氏体,且基体与熔覆层显微硬度梯度较大;堆焊后经回火处理,热影响区的魏氏组织基本消失,熔覆层组织转变为回火屈氏体+少量残余奥氏体,硬度较高,耐磨性较好,相比焊后空冷熔覆层的耐磨性提高约24%,同时基体与熔覆层间的最大显微硬度梯度值减小了约70HV。     

多层熔敷堆焊各区域组织及性能研究

利用Fe基药芯焊丝对失效的5CrNiMo模具进行多层堆焊修复,之后对堆焊试样进行空冷处理。利用显微观察及硬度分析方法研究了各层堆焊合金的显微组织形貌及显微硬度分布。结果表明:焊后空冷处理条件下各层显微组织形貌及硬度分布差异较大,堆焊合金由第一层到第三层细小的板条回火马氏体逐渐减少,粗大的板条回火马氏体逐渐增多,最外表层堆焊合金组织主要为粗大的片状马氏体,同时堆焊合金的显微硬度由第一层到外表层逐渐升高,出现梯度分布,最外层堆焊合金显微硬度平均值达到了540 HV。堆焊时后层堆焊对前层进行了高温回火是各层显微组织及硬度分布出现差异的主要原因。     

5CrNiMo模具钢的热处理新工艺研究

对深冷处理后的5CrNiMo模具钢进行了不同温度的回火处理,研究了100~600℃不同回火温度对钢组织、硬度、耐磨性及韧性的影响。结果表明:在100~300℃低温回火处理时组织主要为粗大的片状马氏体,硬度较高但耐磨性较低,冲击韧性较差,断口中出现大面积的平整断裂面,脆性较高。当回火温度超过300℃时,组织发生转变,硬度有所降低,但耐磨性及冲击韧性明显提高;当回火温度为500℃时,粗大的片状马氏体消失,组织为细小的隐针状马氏体,耐磨性较高;当回火温度达到600℃时,组织主要为细小的粒状回火索氏体,同时冲击韧性达到峰值,断口中出现大量较小较深的断裂韧窝,硬度及耐磨性降低。深冷后500℃回火有利于提高5CrNiMo模具钢的综合力学性能。     

焊后回火处理对9Cr13轧辊钢堆焊熔覆层组织及回火脆性的影响

利用Cr-Ni-Mn系药芯焊丝对9Cr13轧辊钢进行堆焊,研究了焊后不同回火温度对熔覆层组织、硬度及韧性的影响规律。结果表明,在50~200℃低温回火范围内,熔覆层主要表现为粗大的片状回火马氏体,硬度较高但韧性较低,冲击断口表现为典型的脆性断裂;300~550℃中温回火范围内,随着回火温度升高,熔覆层中粗大片状回火马氏体逐渐减少,硬度逐渐降低,韧性逐渐改善;当回火温度达到550℃时,堆焊熔覆层中的粗大片状回火马氏体消失,表现为细小的板条状回火马氏体与弥散分布的细小颗粒状混合组织,断口出现大量的断裂韧窝,硬度及韧性较高;当回火温度达到600℃时,堆焊熔覆层主要表现为尺寸较大的颗粒状组织,韧性降低;根据冲击韧度值确定了熔敷层的回火脆性温度区间为150~200℃。     

焊后回火对ZG15MnMoVCu堆焊熔合区组织及硬度梯度的影响

采用Cr基药芯焊丝对ZG15MnMoVCu基体进行堆焊,焊后分别对堆焊试样进行空冷及不同温度回火处理。对比分析了焊后不同处理条件下的显微组织、合金元素Cr在熔合线两侧的分布以及熔合线两侧的显微硬度梯度。试验结果表明:焊后直接空冷条件下靠近熔合线的基体侧为形状不规则的针状魏氏组织,熔覆层表现为粗大的针状马氏体,Cr元素在熔合线两侧的分布量差异较大,且熔合线两侧显微硬度梯度较大;焊后随回火温度提高,靠近熔合线基体侧针状魏氏组织逐渐减少,粒状珠光体和铁素体逐渐增多,熔覆层由粗大的针状马氏体逐渐转变为细小的板条状回火马氏体,组织明显发生改善,同时Cr在熔合线两侧的分布量逐渐均匀化,且熔合线两侧的显微硬度梯度逐渐减小。     

焊后热处理对5CrNiMo钢堆焊熔合区组织及韧性影响

采用药芯焊丝对失效的5CrNiMo热锻模具表层进行堆焊,堆焊后分别进行空冷和400℃×4 h回火处理。利用金相显微镜、显微硬度计及扫描电镜对比分析焊后不同处理条件下的熔合区组织、硬度梯度及冲击韧性。试验结果表明:焊后空冷和焊后回火熔合区组织和性能出现较大的差异性,焊后空冷条件下焊接热影响区出现大量的魏氏组织,熔覆层为大量的片状马氏体和板条马氏体,且熔合区硬度梯度较大;焊后回火处理的焊接热影响区魏氏组织消失,同时熔覆层转变为力学性能较好的板条回火马氏体和回火屈氏体,熔合区断面出现大量较小的韧窝,韧性改善,并且熔合线两侧的最大硬度梯度降低了约60 HV。     

回火处理对大型支承辊堆焊金属组织与性能的影响

研制了一种堆焊支承辊的药芯焊丝,对其焊态及不同回火处理条件下的显微组织进行了观察,并对其相结构进行了分析,在此基础上,测定了其表面宏观硬度.结果表明,焊态下堆焊金属显微组织由马氏体+残余奥氏体+少量碳化物组成,当回火温度达到520℃后,残余奥氏体分解完全,堆焊金属显微组织为回火马氏体+少量碳化物;由于二次硬化作用,随着回火温度的升高,堆焊金属硬度先上升后下降,当回火温度为520℃时,硬度达到最大值HRC 54;堆焊金属在500℃的抗回火性能最好,在500℃回火条件下,保温时间延长到48 h时,其硬度仍保持为HRC 47,可以满足支承辊堆焊后的使用性能要求.     

回火温度对高温淬火态8CrMoV轧辊钢组织和性能的影响

对高温淬火态的8CrMoV轧辊钢进行不同温度回火处理,分析了回火温度对高温淬火后的8CrMoV轧辊钢的组织、显微硬度以及耐磨性的影响。结果表明:不同回火温度条件下,高温淬火态的8CrMoV钢的组织形貌、显微硬度及耐磨性具有较大的差异。随回火温度的升高,逐渐由粗大的板条状回火马氏体转变为细小的回火马氏体及回火索氏体,显微硬度逐渐降低,当回火温度达到600℃时,硬度明显降低,出现软化现象,但其耐磨性并不是严格的与硬度成正比关系,当回火温度为550℃时,其耐磨性最高。     

高合金钢耐磨硬面药芯焊丝及其堆焊层性能

研制了一种焊接工艺性优良的埋弧堆焊用高合金钢耐磨硬面药芯焊丝,并对试样进行回火处理、环境扫描电镜分析、洛氏硬度测量及磨粒磨损实验,研究了焊态及不同回火温度下堆焊层的组织、硬度、耐磨性.实验表明:堆焊层组织均为马氏体+残余奥氏体+碳化物;堆焊层硬度分布均匀,回火温度在500℃左右时,堆焊层硬度最高,达到55～56HRC;...     

氮合金化药芯焊丝对堆焊层组织和耐磨性的影响

在Cr13马氏体不锈钢药芯焊丝中添加2%铌铁、2%钒铁和5%氮化铬进行埋弧堆焊,研究氮合金化对堆焊层组织和耐磨性的影响。堆焊层试样分别在450℃、480℃、500℃、520℃、540℃、560℃和600℃下进行焊后回火处理,研究回火温度对堆焊层组织和耐磨性的影响。结果表明,焊态下硬面合金组织由马氏体、残余奥氏体和分布在基体上的碳氮化物组成。加入铌、钒和氮化铬后,组织的晶粒得到细化,耐磨性也随之提高。回火热处理使基体晶内及晶界弥散析出球状第二相粒子(Nb、V、Cr)x(C、N)y,随着回火温度的升高,氮合金化硬面合金中第二相粒子的数量先略有下降,再逐渐增加,随后急剧减少,耐磨性也相应改变。540℃时试样磨损量最小,耐磨性最佳,当回火温度升至600℃时,第二相粒子数量减少,耐磨性最差。     

热处理对耐磨熔敷金属组织与性能影响

采用钛钙型药皮堆焊焊条D172,以手工电弧焊工艺在基体材料上堆焊一定厚度的耐磨金属.为了消除焊态过程中残留的残余应力,提高堆焊层熔敷金属的耐磨性能,本试验对基体材料进行了焊前预热,控制层间温度,焊后回火等工艺,分析了焊态、回火工艺下获得的耐磨熔敷金属的显微组织和显微硬度.结果表明,回火温度在400℃时,堆焊层熔敷金属显微组织和硬度与焊态基本一致,其显微组织主要为马氏体和网状残奥氏体;550℃时,残余奥氏体转变为马氏体,且碳化物析出量增多,硬度升高;700℃时,马氏体分解,产生大量碳化物和α-Fe铁素体,硬度显著降低;保温时间延长,堆焊层熔敷金属显微组织和硬度变化不大.     

一种Cr-W-Mo-Mn-V铁基堆焊层的力学与耐磨性能

通过试验考察了一种Cr-W-Mo-Mn-V铁基堆焊层经不同温度回火后的硬度变化,并测试了该堆焊层经500℃回火前后的冲击性能和耐磨性.结果表明,该堆焊层焊态具有较高的回火稳定性,经500℃保温2h回火后,堆焊层的硬度达49.5HRC,其冲击韧度和耐磨性较焊态分别提高了7.98%和11.43%.     

回火温度对40CrNiMo调质钢CMT堆焊HAZ组织性能的影响

针对海洋钻井平台齿轮的修复问题,采用冷金属过渡(CMT)技术在40CrNiMo调质钢表面进行堆焊,利用扫描电镜、显微硬度测试、冲击性能测试和拉伸性能测试等手段,研究了焊后回火温度对40CrNiMo调质钢堆焊热影响区(HAZ)组织和性能的影响。结果表明:随着焊后回火温度的升高,焊接热影响区的硬度逐渐下降,堆焊试样的抗拉强度逐渐下降,伸长率逐渐提高。焊后回火温度为400 ℃和500 ℃时,析出的碳化物在马氏体的条界、束界和晶界上分布,恶化了堆焊试样的冲击性能;焊后回火温度为600 ℃时,碳化物聚集长大和球化,并愈发弥散分布,从而改善了冲击性能。     

回火温度对10Ni5CrMoV钢焊缝组织及性能影响

对10Ni5Cr Mo V钢焊接接头进行了不同焊后回火处理,对比分析了不同回火温度对焊缝组织、硬度以及韧性的影响规律。结果表明:焊后空冷条件下,焊缝组织中存在大量的片状马氏体,韧性较差;冲击断口中出现大面积较平区域,同时基体侧与焊缝侧之间的硬度梯度较大。随着回火温度的升高,焊缝组织中的片状马氏体逐渐减少,板条状回火马氏体逐渐增多,基体侧与焊缝侧之间的硬度梯度逐渐减小,同时断口中的大面积较平区域逐渐减少,韧窝逐渐增多,焊缝的韧性逐渐提高。回火温度为600℃时,焊缝组织主要表现为细小的粒状回火索氏体,基体侧与焊缝侧之间的硬度梯度ΔH降低至150HV,同时断口中出现大量较小较深的断裂韧窝,韧性最好。     

回火温度对堆焊模具耐磨性的影响

利用万能试验机、光学显微镜、硬度计及摩擦磨损试验机检测了不同回火温度下堆焊材料的性能,研究回火温度对某微型车中间轴堆焊模具耐磨性的影响.结果表明:当回火温度为500℃时,堆焊层材料具有最大的抗拉强度,较高的硬度.堆焊层显微组织中碳化物颗粒均匀细小地弥散分布于基体,形成颗粒增强复合层,耐磨性最好.