多元陶瓷复合相显微组织对耐磨性能的影响

采用等离子熔覆技术制备了四种不同铬含量的Fe-Cr-B-C堆焊合金.借助OM,SEM和XRD等分析手段对合金组织和陶瓷相形貌进行分析.结果表明,熔覆层的微观组织由初生奥氏体＋共晶组织组成,合金陶瓷相由BC4＋Cr2B＋M7C3＋M23C6＋M23（C,B）6组成,硼化物呈层片状、菊花状等形态分布,陶瓷相数量随Cr元素含量的增大而增多.研究了Cr元素含量对熔覆层耐磨粒磨损性能的影响规律,熔覆层的耐磨性随着Cr元素含量的增加而提高,当Cr元素含量达到15.9%时,大量硼化物等陶瓷相弥散分布在基体中,构成良好的耐磨骨架;初生奥氏体组织均匀分布提高硬质相与基体界面的结合强度,因此其熔覆层具有最佳的耐磨性.     

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.     

原位合成TiC-M7C3金属复合涂层

为提高钢基材的耐磨性能,采用等离子堆焊技术,制备了原位自生M7C3-TiC增强铁基堆焊层。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及显微硬度计对堆焊层的组织和性能进行了测试。结果表明:堆焊层与基体之间形成了良好的冶金结合;堆焊层表层组织由马氏体、(Fe,Cr)7C3和TiC构成;初生(Fe,Cr)7C3呈六边形,晶粒尺寸较大,均匀弥散分布在堆焊层中,TiC颗粒呈开花状、立方体或团聚状;堆焊层硬度从基体到表面呈合理的梯度分布,较基体有显著提高。     

外加纵向直流磁场对母材稀释作用的影响

在等离子弧堆焊铁基复合耐磨合金过程中引入外加纵向直流磁场,在堆焊层中合成陶瓷硬质相,研究磁场电流大小对母材的稀释作用的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计等试验设备进行检测分析。结果表明,外加磁场可以增加母材与堆焊层之间的过渡层的厚度,提高堆焊层与母材的结合强度,从而提高了材料的整体耐磨性能;随着磁场电流的增加,母材的稀释作用增强,磁场电流为4A时,过渡层的厚度适中,保证了堆焊层与母材的结合强度的同时没有影响堆焊层中硬质相的形成;磁场电流5A以上时,由于强烈的电磁搅拌作用,母材对堆焊合金的稀释作用过大,阻碍了堆焊层中陶瓷硬质相的形成,不利于提高耐磨性。     

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.     

Fe-Cr-C-B-N系堆焊合金的显微组织及耐磨性

在低碳钢表面采用明弧堆焊的方法制备了不同氮含量的Fe-Cr-C-B-N系堆焊合金.借助X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊层的组织和性能进行分析.结果表明,堆焊层的显微组织为马氏体+奥氏体+BN+M₂₃（C, B）₆+M₃（C, B）+M₂B.随着氮添加量的增多,组织中有BN生成,初生奥氏体向针状马氏体转变,枝晶间共晶组织的数量减少;堆焊层硬度增加,磨损量出现先减少后增加的趋势.当堆焊层中氮的含量为0.17%时,基体组织与硬质相之间匹配良好,堆焊层的综合性能达到最佳,其硬度值为62.7 HRC,而磨损量仅为0.054 2 g.     

微合金元素镍和铌对金属粉芯焊丝焊接接头性能的影响

在自行研制的高强钢金属粉芯焊丝的基础上,通过拉伸试验、冲击试验等方法分别研究了微合金元素镍和铌对高强钢焊接接头力学性能的影响,并结合金相分析、扫描电镜分析、化学成分分析等方法从组织和成分的角度对两种微量合金元素的影响机理进行了合理的解释。结果表明,微合金元素镍具有增加焊缝组织中贝氏体和马氏体组织含量从而提高焊接接头强度的作用,并能促进针状铁素体形成而改善接头低温冲击韧性;微合金元素铌同样具有促进焊缝组织形成针状铁素体作用,同时通过细化晶粒和沉淀强化提高接头的抗拉强度。     

磁场下镁合金A-TIG接头成形性及显微组织分析

在对5 mm厚的AZ31B镁合金板材进行A-TIG焊焊接过程中引入外加纵向磁场,试验所用的活性剂是以氧化物为基的活性剂,试验中改变磁场参数,对焊接接头的成形性、组织及性能进行试验和检测,研究磁场参数对镁合金A-TIG焊过程的影响规律.结果表明,活性剂及磁场共同作用可以改善焊接接头的成形性和组织形态,在磁场频率为10 Hz,磁场电流为2 A时,焊接接头的成形系数和性能得到了最佳值,此时成形系数为2.304,硬度为980.98 MPa;外加磁场通过电磁搅拌作用与活性剂相结合,改变了熔池的流行形态,使金属液由四周向中心流动并伴有搅拌,进而使焊缝熔深增大的同时细化组织,改善接头力学性能.     

铝青铜粉末等离子堆焊层硬度与组织研究

采用反极性弱等离子弧堆焊方法分别在无磁场和外加横向交流磁场条件下将铝青铜粉末堆焊到锅炉用钢20g母材上.通过硬度试验及金相显微方法,分析了堆焊层的力学性能及组织形貌.结果表明,无磁场作用下,堆焊层的硬度随着堆焊电流的增加而呈"小→大→小→大"变化,当堆焊电流为100A时,硬度值最大,为214.7HV;当堆焊电流为110A时,硬度值最小,为163.7HV.外加磁场作用下,堆焊电流取100A,堆焊层的硬度在磁场电流为0.5A时达到最大,为245.9HV.堆焊电流为100A时,堆焊层组织为致密的α-Cu和网状结构的(α+γ<,2>),此时为较好的组织结构.     

外加磁场作用下铁基碳弧堆焊层的组织和性能

为了利用磁场的作用提高堆焊层的性能,研究了磁场对铁基碳弧堆焊层组织和性能的影响,在对Cr—B—Ni—V系铁基合全进行碳弧堆焊时加入直流横向磁场,以求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试验、磨损试验、金相试验,得出了堆焊电流和磁场电流对堆焊层金属的硬度和耐磨性的影响规律。结果表明：施加磁场的堆焊层比未施加磁场的堆焊层硬度高,耐磨性好;堆焊电流与磁场电流相匹配（堆焊电流180A,磁场电流3A）时,堆焊层的性能达到最佳,即硬度最高,耐磨性最好,此时堆焊层中硬质相细小且分布均匀,呈“六角形”,方向一致。