磨鞋铸造碳化钨铁基复合材料堆焊层强化技术

依据磨鞋硬质合金堆焊层断裂、磨损及剥落的失效形式,自制4种堆焊焊条并对铸造碳化钨堆焊层进行淬火或淬火 深冷处理.试验证实自制焊条碳化钨和管皮重量比直接影响到抗冲击磨损性能及碳化钨的剥落.碳化钨和管皮重量比恰当,堆焊层硬质相的阴影效应和基体、粘结相对硬质相支撑效应的相互作用是提高抗冲击磨损的原因.淬火及淬火 深冷处理磨鞋堆焊层,其抗冲击磨损性能比铸造碳化钨堆焊层分别提高17.4%和43.0%.组织分析表明深冷处理对堆焊层硬质相影响不大,其组织仍为η M6C M23C6 M7C3.其粘结相成分、形态、分布的变化是深冷处理提高抗冲击磨损性能的原因.     

牙轮钻头强化用YQ4堆焊层组织性能研究

利用自主开发Ni-Cr-B-Si-Cu合金粉研制了YQ4堆焊焊条,采用氧乙炔堆焊工艺制作了堆焊试样,利用剪切实验测试了堆焊层强度,冲击磨料磨损实验测试了试样的耐磨性,利用扫描电子显微镜观察了断口显微组织特征.实验结果表明:YQ4硬质合金堆焊层中过渡层组织细小,耐磨层中脆性硬质合金相上均匀分布了韧性微孔结构低熔点合金,硬质合金分布致密、均匀、多层堆垛,基体与过渡层以及硬质合金之间结合良好,平均剪切强度600 MPa,高于牙轮钻头工作要求,抗冲击磨料磨损能力提高近2倍,在组织与性能上都满足牙轮钻头齿面强化要求.     

大型45铸钢齿轮专用耐磨堆焊焊条的研制

根据矿山机械、水泥机械等大型齿轮磨损堆焊性能的要求，有针对性的研制出了具有耐冲击、金属间接触疲劳磨损的堆焊焊条。这种焊条的堆焊层组织是奥氏体基体上分布着碳化物、硼化物硬质相，有较高的塑韧性和加工硬化效应，它既有高抗裂性，又有良好的耐磨性，工艺性也优良，是一种应用范围较大的新型耐磨堆焊材料，该种焊条用于直径等大型齿轮（４５铸钢件）表面堆焊后的实际运转考核中表明：齿轮运转正常，耐磨性能良好，经济效益高。     

Fe-Cr-C-Ti堆焊合金组织及耐磨性能

采用药芯焊丝气体保护堆焊方法,在Q235钢表面制备不同Ti含量的Fe-Cr-C-Ti系堆焊层金属,利用扫描电镜(SEM)及XRD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,在Fe-Cr-C-Ti耐磨堆焊合金中,随着wTi的增加,合金组织中TiC硬质相增多;当w(Ti)=7.5%时,部分TiC聚集呈雪花状形貌;w(Ti)=5.5%时,合金表现出优良的抗磨损性能.     

钻头齿面堆焊用硬质合金耐磨性试验

为了选择更合适的钻头齿面强化材料,对多种粒度的球状烧结碳化钨和粒状铸造碳化钨堆焊层分别作了磨料磨损试验,以评价其抗磨性能。用 Ｎｉ 基合金作钎料,在高真空度下将硬质合金颗粒焊至２０ Ｎｉ４ Ｍｏ 表面。试验采用多种冲击能量,磨料介质为石英砂、水和少量悬浮剂,用天平称出磨损失重。结果表明：球状烧结碳化钨或不同类型和粒度混合的碳化钨堆焊层都比现行采用的粒状铸造碳化钨具有更好的抗冲击磨料磨损能力。用球状烧结碳化钨代替粒状铸造碳化钨作钢齿钻头齿面堆焊材料是提高齿面强化效果的有效途径。     

CrMoNbB系免预热耐磨料磨损堆焊焊条的研究

从硬度、金相组织、耐磨性、抗裂性等试验着手,分析堆焊层的显微组织结构,明确其合金化机理及形成条件,进而实现强化机构的量化设计,研制出综合性能优异的CrMoNbB系耐磨堆焊焊条.试验结果表明,堆焊层具有较高塑韧性,焊前不预热,焊后不缓冷,连续堆焊不产生裂纹;堆焊层硬度达到HRC55以上,具有较高的耐磨性,相对耐磨性优于D667焊条.     

新型压裂泵阀材料的耐磨损性能研究

通过对多种材料在不同试验条件下耐冲击磨料磨损性能的初步研究,优选出20CrMnTi材料开展了在冲击磨损,滑动磨料磨损和冲击磨料磨损条件下的进一步试验,分析了在各磨损与变形条件下的特点,对所观察到的现象与机理进行了讨论,得出了一些有益结论。研究表明,20CrMnTi材料经渗碳＋淬火＋低温回火处理后,具有较好的抗冲击磨料磨损的能力。这对研究新型压裂泵泵阀抗冲击磨料磨损性能的材料具有一定的指导意义。     

热轧高锰钢Mn13的冲击磨料磨损性能研究

以热轧高锰钢Mn13为材料,在MLD-10动载磨料磨损试验机上研究了Mn13钢板以石英砂为磨料时,不同冲击功条件下的冲击磨料磨损性能,利用XRD和SEM分析了其组织转变及磨损机制.实验结果表明:Mn13钢板冲击磨料磨损的磨损失重和磨损率随冲击功的增大而减小,加工硬化程度随冲击功的增大而提高,冲击磨损硬化层中马氏体转变量也随冲击功的增大而增加,马氏体转变是其发生加工硬化的主要原因.Mn13钢板的磨损破坏形式主要表现为塑变堆积和凿削坑,局部存在犁削破坏,其磨损机制表现为多次塑变导致的疲劳断裂.     

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.     

多维多向纺织复合材料的冲击性能

以碳纤维为原材料,制备层间连接程度递进的层合织物、2.5D机织物、机织三向织物和三维编织物,并以它们为增强材料制备纺织复合材料;分析不同结构的交织规律,并进行低速冲击试验,研究冲击性能和4种结构之间的关系;通过分析冲击记录曲线和试样的冲击破坏特征,比较不同结构的抗冲击性能.结果表明:4种结构复合材料的抗冲击性能从大到小依次为,机织三向、2.5D机织、层合结构和三维编织复合材料.     

耐磨混凝土地面的应用与施工技术

耐磨混凝土地面具有耐磨、高强、抗冲击、不起尘、耐久性好等优点,耐磨混凝土地面比普通C30混凝土地面的耐磨性能高3~5倍,在很大程度上改变了普通水泥地面易起砂、易磨损等缺点,特别适用于长期处在重压、受冲击的路面,房屋建筑或公共设施的楼、地面已被广泛采用.在混凝土基面施工混凝土硬化处理剂,要比普通混凝土地面施工增加许多施工工序,但由于其使用寿命长、耐磨性能好、使用期维修费用低,具有很好的发展前景.近些年来耐磨混凝土以及耐磨材料在我国得到了快速发展.     

NR360耐磨钢板手工电弧焊接头的组织与性能

研究了高强度耐磨钢板NR360的焊接接头组织和力学性能,结果表明,焊缝组织主要为块状或针状铁素体,热影响区组织分布比较均匀,主要为细小板条贝氏体与少量马氏体,熔合区结合良好。热影响区和NR360钢板本体硬度相近。NR360耐磨钢板焊接接头具有良好的强韧性。     

堆焊电流对Fe-Cr-Ti-C堆焊层组织性能的影响

为了分析堆焊电流对堆焊层组织和性能的影响规律,研究在不同堆焊电流下堆焊层的组织构成和耐磨性能,探讨不同堆焊电流对原位合成M₇C₃、TiC陶瓷硬质相的影响规律,采用x-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对堆焊层显微组织进行分析,采用维氏硬度计、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊层的力学性能进行检测.结果表明,在堆焊速度为20 mm/min、堆焊电流为150 A时由马氏体、奥氏体、TiC、M₇C₃和CrFe₇C_0.45构成的堆焊层组织,其抗磨损性能最佳,堆焊层表面的硬度为HRC 65.4,磨损量为1.13 g; 堆焊电流在160 A时,没有形成初生M₇C₃陶瓷硬质相,堆焊层耐磨性能下降.     

NR400高强度贝氏体耐磨钢板的组织与耐磨性能

分别采用滑动磨损和冲击磨料磨损试验,对比研究南钢NR400高强度耐磨钢板和进口SW400,JA400耐磨钢板的显微组织及耐磨性,分析磨痕形貌,探讨其磨损机制。结果表明,NR400耐磨钢板的组织由贝氏体和少量残余奥氏体组成,具有良好的强韧性及耐磨性。SW400和JA400耐磨板的组织主要为回火马氏体,基本元残余奥氏体存在。NR400耐磨钢板的耐磨性优于进口耐磨钢板。     

层片状堆焊材料的研制

为了研制一种柔性比较好的层片状堆焊材料,用来修复易磨损的零件表面和小型的管材类零件等,选择有机硅密封胶、聚乙烯醇、环氧树脂、水玻璃为粘结剂,与硬质材料Ni60H进行混合,做成层片状堆焊材料;另外再加入WC(碳化钨)作为硬质相,利用TIG焊在Q235钢基体上进行堆焊.结果表明:以有机硅密封胶、有机硅密封胶与环氧树脂1∶1为粘结剂的堆焊材料具有良好的柔韧性,可以任意弯折.以有机硅密封胶与环氧树脂1∶1为粘结剂的堆焊材料加入WC和CaF2后的焊接组织均匀、无缺陷,且堆焊层具有良好的耐磨性能,其洛氏硬度值为HRC43.83.     

EDMn-A-16高锰钢堆焊焊条的研制及测试

针对高锰钢堆焊及补焊,设计、试制了ＥＤＭｎ － Ａ－ １６ 高锰钢堆焊焊条,并且对焊条的工艺性能及使用性能进行了测试研究。该焊条采用ＣａＯ—ＣａＦ２ —ＳｉＯ２ 碱性低氢型渣系,具有熔渣氧化性低,熔敷金属的硫、磷含量低,含氢量也很低等优点。测试结果表明：焊条的工艺性能良好,工艺适应性强,熔敷金属抗热裂性好,加工硬化后硬度是原来的三倍多,加工硬化效果显著,耐磨性好     

NR360贝氏体耐磨钢板的组织与性能

研究南钢NR360贝氏体耐磨钢板的组织、力学性能、耐磨性能及焊接性能。结果表明,NR360耐磨钢板的组织为板条状的无碳化物贝氏体及残余奥氏体组织,该钢板具有较高的屈服强度、抗拉强度,及良好的韧性。钢板的耐磨性好,在滑动磨损试验下,钢板的磨损机制主要为微切削与犁沟机制。焊接接头中焊缝组织主要为块状和针状铁素体组织,热影响区组织为细化的板条贝氏体与马氏体组织。焊接接头具有良好的强韧性,热影响区的硬度与耐磨钢基体相近。     

马氏体不锈钢等离子堆焊铁基合金组织及磨损性能

为了研究马氏体不锈钢的表面性能,采用等离子堆焊技术在Z5CND16-04不锈钢表面制备铁基合金堆焊层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销盘磨损实验机等检测设备,对堆焊层的组织结构、成分、硬度和磨损性能进行了研究.结果表明,铁基合金堆焊层主要由α-Fe、(Fe,Cr,Mo)7C3和(Fe,Cr,Mo)23C6相组成,添加稀土元素后相组成无明显变化.铁基合金堆焊层的硬度和耐磨性均明显高于马氏体不锈钢基材.添加适量的CeO2后,明显细化了堆焊层的显微组织.     

N和Nb对Fe-Cr-C堆焊层组织和性能的影响

为了获得具有良好组织和性能的堆焊层,以传统Fe-Cr-C合金体系为基础,通过调节药芯焊丝配方中铌铁和氮化铁的含量配比,研究了堆焊层中Nb和N元素对堆焊层组织和力学性能的影响.利用扫描电子显微镜和光学显微镜对堆焊层的显微组织进行分析,并采用能谱仪对分析位置的元素种类和元素含量进行标注测量.采用X射线衍射仪对堆焊层的相组成进行测量,同时对堆焊层的硬度及耐磨损性能进行了研究.结果表明:当N元素的质量分数为3%,Nb元素的质量分数为10%时,堆焊层组织由马氏体、残余奥氏体、M_7C_3、NbN等相组成,此时堆焊层硬度达到最高值58.6 HRC,磨损失重达到最低值0.173 g.