等离子堆焊铌元素增强镍基合金堆焊层的组织与性能

利用等离子堆焊技术在304L钢板表面制备了添加Nb粉的Ni40合金堆焊层,并对堆焊层的微观组织、显微硬度和耐磨性进行研究。结果表明,堆焊层组织主要由γ-Ni树枝晶、枝晶间的共晶组织、弥散分布的Nb C颗粒、硼化物和碳化物等相组成。由于增强相Nb C颗粒在堆焊层中均匀分布,使Nb/Ni40复合合金堆焊层与纯Ni40合金堆焊层相比,显微硬度提高约40%(平均达到448 HV0.3),耐磨性也提高约37.5%。     

Fe40合金粉芯焊丝堆焊层组织与性能的研究

为说明激光堆焊层的组织与性能特点,进行了激光堆焊Fe40粉芯焊丝的试验研究,检测了堆焊层横截面的显微组织形貌和硬度分布.研究表明:激光堆焊层组织致密,无裂纹、气孔等缺陷；堆焊层组织为胞状过饱和奥氏体树枝晶；堆焊层与基体呈冶金结合；堆焊层的平均硬度为HV0.2550.     

FeAlCuCrNiNbx系高熵合金堆焊层的组织及性能分析

为了研究Nb元素含量对FeAlCuCrNiNb_x(x = 0.4,0.6,0.8,1.0,x为摩尔比)高熵合金的组织结构及性能的影响,采用熔化极气体保护焊技术在碳钢板表面制备出FeAlCuCrNiNb_x高熵合金堆焊层,而后对堆焊层进行显微组织、物相组成、显微硬度、耐磨性和耐蚀性分析. 结果表明,FeCuCrAlNiNb_x高熵合金堆焊层呈现以Fe-Cr相为基的BCC固溶体和少量MC共晶碳化物. 组织为典型的枝晶结构,由灰色的枝晶(DR)及白色的枝晶间(ID)结构组成. 对于耐磨性,加入适量的Nb元素可以显著提高堆焊层的显微硬度和耐磨性,当Nb摩尔比为0.8时,显微硬度最高,耐磨性最好,最大硬度值达到602 HV,磨损量最小为0.30 g. 对于耐蚀性,加入一定量的Nb元素后极化曲线中自腐蚀电流密度减小,腐蚀速率减慢,耐蚀性增强,均优于304不锈钢,当Nb摩尔比为1.0时,堆焊层合金耐蚀性最好.     

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。     

焊接参数对Ni60合金等离子堆焊层组织结构和显微硬度的影响

采用等离子堆焊技术在Z2CN18-10不锈钢表面堆焊Ni60合金粉末熔覆层。应用扫描电镜、电子探针、X-射线衍射仪、显微硬度计等测试手段,研究焊接电流和送粉速度对Ni60合金等离子堆焊层组织结构和显微硬度的影响。结果表明:堆焊层显微硬度较基材有明显提高,并且在熔合区域出现明显的硬度过渡和元素扩散区。焊接电流为110A时堆焊层显微硬度为630HV。随着焊接电流增大或送粉速度降低,堆焊层硬度和熔合区硬度梯度均明显降低。堆焊层出现了明显的组织梯度,包括熔合区、近熔合区树枝晶区(针状、条状、小花状)和近表层等轴晶区(块状、片状)。焊接电流增加,近表面区域小花状共晶结构并未消失,体积含量增大。送粉速度降低,堆焊层近熔合线区域针状结构变粗大。送粉速度为6g/min时,堆焊层中部区域出现了具有方向性的长条状和分离的块状硼化物。     

Nb和N对Fe-Cr13-C堆焊层金属耐磨性能的影响

在Fe-Cr13-C耐磨堆焊焊条药皮中加入Nb和N进行合金化并进行堆焊试验。采用光学显微镜、扫描电镜观察堆焊层金属的显微组织;利用滑动摩擦磨损试验机测试堆焊层金属的耐磨性能,研究Nb和N对Fe-Cr13-C堆焊层金属耐磨性能的影响。结果表明:堆焊层金属中铌和氮的加入能细化马氏体,并且使析出相分布更未均匀,具有明显的细晶强化和析出强化作用,硬度提高约25%;使摩擦磨损磨痕最大深度减小约72%,平均磨痕截面积减小约81%,耐磨性能得到显著提高。     

等离子堆焊镍包SiC_p增强钴基覆层的组织分析

为了降低等离子堆焊过程中SiCp的烧损及改善SiCp的湿润性,采用改进的等离子喷焊枪在H13钢表面制备钴基镍包SiCp陶瓷增强复合堆焊层。用XRD对覆层的物相进行了鉴定;用OM和SEM分析了堆焊层组织;用显微硬度计测试了堆焊层的显微硬度。结果表明,堆焊层组织由结合区的胞状晶组织及涂层区的树枝晶以及一些颗粒相组成;堆焊层主要由Cr、Co等元素的硅化物和Cr的碳化物(Cr23C6、Cr7C3)及Co的固溶体组成,并在堆焊层顶层发现有少量的SiCp;显微硬度从表面向基体逐渐降低,呈梯度分布,堆焊层表面平均硬度(HV)可达800。     

铌含量对铁基堆焊层耐磨性能的影响

采用外加粉式埋弧堆焊的方法制备耐磨堆焊层。在充足C含量条件下,调整合金粉中Nb的含量,研究了不同Nb含量对FeCr-Nb-C合金堆焊层微观组织和结构性能的影响。结果表明,随着Nb含量的增加,堆焊层的硬度和耐磨性逐渐提高,当w(Nb)达到4%时,Fe-Cr-Nb-C堆焊层的硬度和耐磨损性最佳,随后随Nb含量的增加,其堆焊层的硬度和耐磨性反而下降。     

保护气体对(Nb,Ti)C增强铁基复合堆焊层组织与性能的影响

复合碳化物增强铁基复合堆焊层由于其优异的耐磨性能受到研究者广泛关注。文中利用气体保护堆焊技术，采用3种不同的保护气体(纯Ar/80%Ar+20%CO2/纯CO2)制备了(Nb,Ti)C增强铁基复合堆焊层，分析不同保护气体堆焊层中(Nb,Ti)C的析出过程，堆焊层的组织、硬度以及耐磨性能。结果表明，使用纯CO2保护气体时堆焊层的(Nb,Ti)C析出量最少(0.44 个/μm2)，弥散分布在马氏体基体中，并且堆焊层中有O原子的渗入，显微硬度为620.3 HV，磨损失重为8.4 mg；随着保护气体中CO2含量的降低，堆焊层的显微硬度以及磨损性能呈上升的趋势，使用纯Ar保护时堆焊层的(Nb,Ti)C析出量最多(0.54 个/μm2)，显微硬度为708.2 HV，磨损失重为0.8 mg，是纯CO2保护气体下的9.5%，耐磨性能最佳。堆焊层磨损形式为粘着磨损伴有疲劳磨损与磨粒磨损，其中使用纯CO2保护气体堆焊层，产生了较为严重的粘着磨损。(Nb,Ti)C的析出显著提高了堆焊层的硬度及耐磨性能。     

CHR焊条堆焊金属显微组织与显微硬度分析

采用焊条电弧堆焊技术,以不同的焊接工艺参数,选用堆焊焊条CHR132在45#钢基体上进行多层堆焊试验.采用光学显微镜观察分析了堆焊金属显微组织,利用硬度测试仪测试了堆焊金属的硬度,讨论了焊接线能量对堆焊层金属显微组织的形成、硬度的影响.研究结果表明:堆焊金属的显微组织和显微硬度不仅与堆焊工艺参数有关,且与硬质相的类型、性能、数量、分布等有关.     

外加纵向磁场对等离子弧堆焊层组织与性能的影响

对铁基合金Fe5进行等离子弧堆焊时外加纵向磁场来控制堆焊层的硬质相的形态及分布,并对堆焊层进行了硬度、磨损试验,显微组织及X射线衍射分析,对堆焊层组织性能进行研究.结果表明,施加纵向磁场的堆焊层明显比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好;磁场电流为3 A时的堆焊层性能最佳;合金堆焊层的显微组织α,γ固溶体被充分细化,并获得理想的硬质相Cr7C3,CrB等.     

两种Ni-Cr-B-Si系合金等离子堆焊层组织结构和显微硬度的研究

采用等离子堆焊技术在304L不锈钢表面堆焊Ni-Cr-B-Si合金粉末熔覆层。应用扫描电子显微镜、电子探针、X-射线衍射仪、显微硬度计等测试手段,研究两种Ni-Cr-B-Si系合金成分等离子堆焊层组织结构和显微硬度。结果表明:堆焊合金层组织由毭-Ni树枝晶和树枝晶间多元共晶组成;Cr,C,B和Si元素含量增加,树枝状组织含量大幅减少,碳化物和硼化物含量显著增加。硬度测试结果表明:硼化物和碳化物含量增大使得堆焊层硬度显著提高。     

两种Ni-Cr-B-Si系合金等离子堆焊层组织结构和显微硬度的研究

采用等离子堆焊技术在304L不锈钢表面堆焊Ni-Cr-B-Si合金粉末熔覆层。应用扫描电子显微镜、电子探针、X-射线衍射仪、显微硬度计等测试手段,研究两种Ni-Cr-B-Si系合金成分等离子堆焊层组织结构和显微硬度。结果表明:堆焊合金层组织由γ-Ni树枝晶和树枝晶间多元共晶组成;Cr,C,B和Si元素含量增加,树枝状组织含量大幅减少,碳化物和硼化物含量显著增加。硬度测试结果表明:硼化物和碳化物含量增大使得堆焊层硬度显著提高。     

等离子堆焊球形碳化钨颗粒增强镍基合金堆焊层的组织与性能

采用等离子堆焊技术在304L不锈钢表面上堆焊碳化钨颗粒增强镍基合金层。研究了不同碳化钨颗粒含量对堆焊层组织形态、显微硬度的影响。结果表明,堆焊层组织包括树枝晶和枝晶间多元共晶组织;堆焊层中初始碳化钨颗粒沉积在堆焊层底部,堆焊层顶部无碳化钨区域出现新的鱼骨状和块状结构。在堆焊过程中,碳化钨颗粒发生熔解并与镍基合金元素相互作用形成低熔点共晶组织,以块状和长片状析出。随碳化钨含量增加,堆焊层平均硬度增加,堆焊层顶部鱼骨状和块状结构对堆焊层硬度没有影响。     

焊条电弧焊堆焊金属组织及其性能分析

采用CHR172堆焊焊条,以焊条电弧焊工艺在基体材料45钢上进行了堆焊.分析了不同焊接条件下获得的热影响区与堆焊层熔敷金属的显微组织和显微硬度,讨论了焊接热输入、合金元素对堆焊层熔敷金属显微组织及显微硬度的影响.研究结果表明,堆焊层金属的显微组织和显微硬度不但与焊接热输入的大小有关,而且与采用堆焊焊条中的合金成分及含量、形成的硬质颗粒的类型、硬质颗粒与基体组织结合性能以及硬质颗粒的分布等有关.     

Q235钢基体上堆焊金属的组织和硬度分析

采用焊条电弧焊工艺方法,选用CHR322堆焊焊条在Q235钢基体上以不同的焊接电流进行了堆焊试验.对堆焊熔敷金属的显微组织进行了分析,测试了堆焊熔敷金属的显微硬度,并讨论了焊接线能量在堆焊层金属显微组织的形成中起的作用以及对堆焊金属硬度的影响.结果表明,堆焊金属的显微硬度分布取决于其显微组织i焊接线能量的大小显微组织的形成有影响.     

TIG焊Fe基非晶合金堆焊层的组织和性能

以一种含Fe、Cr、B、Mn、Si等元素的新型Fe基合金药芯焊丝作为堆焊材料,利用TIG焊在13Mn钢的基体上制备堆焊层.借助SEM、XRD、DSC等手段观察和分析了堆焊层的组织形貌、物相构成及非晶相的起始晶化温度,同时测定了堆焊层的显微硬度和常温耐磨性能.结果表明:新型Fe基合金堆焊层结构均匀致密,与基体结合性好;堆焊层中非晶含量约为31.06 vol％,起始晶化温度Tx=582.3℃;堆焊层具有较高的显微硬度与耐磨性能,近表面的显微硬度达1000～1200 HV0.1,耐磨性能优于高铬铸铁,尤其是水冷处理的堆焊层耐磨性为高铬铸铁的2倍.     

5CrNiMo模具钢堆焊过渡层+强化层材料的组织和力学性能研究

采用药芯焊丝在5CrNiMo模具钢基体上进行堆焊试验,对直接堆焊强化层材料和堆焊过渡层+强化层材料时各堆焊界面的组织,显微硬度,堆焊试样力学性能,熔合区化学成分进行了对比分析。结果表明:堆焊过渡层能有效改善基体、过渡层及强化层堆焊界面的显微组织;形成一个新的二级硬度梯度,使基体到强化层金属的过大硬度梯度得到明显减缓,实现了组织、硬度与合金元素的合理过渡。堆焊试样的抗拉强度得到明显提高。     

等离子弧堆焊层的组织与性能的磁场控制

在对两种铁基合金（Fe5和Fe3）进行等离子弧堆焊过程中加入纵向直流磁场来控制堆焊层的硬质相形态及分布，并对两种堆焊层进行了硬度、磨损试验，显微组织及X射线衍射分析。并对两种粉末的堆焊层组织性能进行了研究。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；磁场电流为3A时的堆焊层性能最佳；合金堆焊层的显微组织α、γ固溶体被充分细化，并获得了理想的硬质相Cr7C3、CrB等。     

D227、D237焊条堆焊金属组织及显微硬度研究

分别采用D227和D237两种堆焊焊条,在45号钢基体上进行了焊条电弧焊堆焊试验.分析了在相同焊接条件下获得的堆焊层金属的显微组织和显微硬度,讨论了合金元素对堆焊层金属显微组织及显微硬度的影响.研究表明,堆焊金属与基体金属具有良好的冶金结合,第一层堆焊金属受基体金属的稀释程度影响明显,界面处金属过渡层的宽度因焊条种类的不同而异;各层堆焊金属中合金元素Cr、Mo、V含量随堆焊层数的增加而提高,堆焊金属的显微组织及显微硬度与堆焊焊条合金元素的含量有关,与其硬质相的类型、性能及分布等有关.