电渣堆焊高铬铸铁硬面层结合界面及磨损性能

用电渣堆焊的方法在低合金钢上堆焊高铬铸铁硬面层,讨论了电流、电压及装配间隙等工艺参数对渣池功率密度以及硬面层成形质量的影响,对硬面层及堆焊界面进行了组织观察和耐磨损性能分析。结果表明:热输入过大会导致低合金钢过熔,而热输入过小则会在堆焊界面产生夹渣和未熔合;热输入功率密度为6~6.5W/mm~2时,电渣堆焊可以在低合金钢上堆焊大厚度无缺陷高铬铸铁硬面层;堆焊层与基体结合良好;高铬铸铁硬面层平均硬度700 HV,约为低合金钢基材硬度的2倍;摩擦失重为低合金钢基体摩擦失重的27.3%,高铬铸铁硬面层耐磨粒磨损性能优势明显。     

马氏体-贝氏体-奥氏体复相基体高硅碳比中铬铸铁及马氏体基体高铬铸铁磨损特性的研究

在冲击载荷、高应力湿态磨料磨损条件下(1．47J冲击功),马氏体—贝氏体—奥氏体复相高Si/C中铬铸铁和马氏体高铬铸铁的磨损是以疲劳剥落为主,以显微切削为辅,前者的磨损速度低于后者。复相基体中有韧性相又有硬化相,具有较好的韧性与硬度配合且加工硬化性强,故其较耐磨;复相高Si/C中铬铸铁中有大量M_(7)C_(3)型共晶碳化物,是其耐磨的保障,该碳化物有一定硬韧性且该铸铁的碳化物颗粒较少、碳化物较粗大,一定程度上有利于降低磨损速度。上述两种材料有相近的耐蚀倾向。     

热处理对复合铸造高铬高碳钢/碳钢耐磨材料微观组织及力学性能的影响

采用液-固复合的方法制备铸态复合耐磨试验钢,且分别进行等温淬火和淬火-回火处理,利用扫描电镜、硬度计及冲击性能测试研究了不同的热处理对高铬高碳钢/碳钢复合铸造耐磨钢组织和性能的影响。利用JMatPro软件对试验钢不同温度下平衡相种类与含量进行了计算。结果表明,铸态高铬高碳钢/碳钢复合材料耐磨层的微观组织由网状碳化物和粒状珠光体组成;基体层为由粗大的奥氏体在较快冷速下形成的魏氏组织。等温淬火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+奥氏体+铁素体的微观组织,基体层形成了块状铁素体与珠光体的微观组织;淬火-回火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+马氏体的微观组织,基体层形成马氏体+上贝氏体的微观组织。经过等温淬火的试验钢耐磨层硬度为493 HBW,冲击吸收能量为2.6 J,基体层冲击吸收能量为79.2 J;经过淬火-回火的耐磨层硬度为629 HBW,冲击吸收能量为1.6 J,基体层的冲击吸收能量为20.0 J。考虑复合耐磨钢需要抵抗较高冲击载荷,880 ℃保温2 h空冷至320 ℃保温5.5 h的等温淬火为更优的热处理工艺。     

淬火回火工艺对Cr26过共晶高铬铸铁组织及性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度测试、冲击试验和磨损试验等手段,研究了淬火和回火工艺对Cr26型过共晶高铬铸铁组织、硬度、冲击吸收能量和耐磨性的影响。结果表明,经980~1100 ℃淬火和250~600 ℃回火后的Cr26过共晶高铬铸铁的组织主要是马氏体基体,M₇C₃碳化物和少量奥氏体。初生碳化物为六边形,共晶碳化物和回火生成的二次碳化物呈短棒状。总体碳化物含量随淬火温度升高略有上升。随回火温度的升高,硬度先降低后增加,超过500 ℃回火时再次降低,而冲击吸收能量先增加后降低,超过350 ℃回火时再次上升。不同温度淬火时,对应最大耐磨性的回火温度不同。980、1050 ℃淬火时,再经250 ℃回火获得最高的耐磨性,而1100 ℃淬火时,再经350 ℃回火获得最大耐磨性。     

Q1400超高强钢激光-MAG复合焊与MAG组织及性能对比

针对一种屈服强度1 400 MPa新型超高强钢,对比分析了在使用低强匹配焊材的条件下MAG和激光-MAG复合焊的组织及性能差异。2种焊接工艺的成形及截面形貌均连续均匀,无气孔、裂纹、夹渣等微观缺陷。MAG采用2 mm钝边的60°坡口,热输入大、冷却速度较慢,焊缝组织主要为马氏体+贝氏体组织,焊缝-40℃冲击吸收能量为45 J,为母材的150%;热影响区冲击吸收能量为30 J,与母材水平相当;接头抗拉强度为1 166 MPa,相当于母材的69%。激光-MAG复合焊采用6 mm钝边的40°坡口,打底焊焊缝为马氏体组织;填充焊焊缝为马氏体+贝氏体组织;焊缝-40℃冲击吸收能量与MAG相当,但热影响区的冲击吸收能量达到42 J,优于MAG和母材;接头抗拉强度接近1 300 MPa,高于MAG 125 MPa,相当于母材的76%。激光-MAG复合焊焊接效率优于MAG,达到MAG的3倍以上。     

氮合金化堆焊硬面合金组织与耐高温磨损性能

对马氏体不锈钢堆焊硬而合金进行了氮合金化,研究了其组织和耐高温磨损性能.结果表明,氮合金化马氏体不锈钢堆焊层显微组织主要为马氏体和铌、钛的复合碳氮化物;堆焊马氏体不锈钢硬面合金与碳钢的高温金属间磨损,为碳钢表面高温下形成的氧化皮,粘着于堆焊马氏体不锈钢硬面合金表面,导致堆焊马氏体不锈钢硬面合金产生磨粒磨损.氮合金化堆焊...     

热处理对Cr15高铬铸铁组织和耐磨性能的影响

分析了失稳和回火处理对Cr15高铬铸铁显微组织及耐磨性能的影响。结果表明,950~1 000℃下失稳处理促进二次碳化物析出和马氏体转变,淬火态高铬铸铁组织由马氏体、残余奥氏体和二次碳化物组成,基体硬度提高;而低温回火消除了应力集中,获得良好的韧性;Cr15高铬铸铁经1 000℃×3h+空冷+250℃×6h可获得良好的综合力学性能,其硬度(HRC)和无缺口冲击吸收功分别为61.4和7.3J;在干滑动磨损状态下,铸态和淬火态高铬铸铁主要为磨粒磨损,回火态高铬铸铁韧性较好,磨损形式以粘着为主。在干滑动磨损6h后,磨损量从铸态的43.0mg降至淬火态的28.8mg。     

超低碳奥氏体不锈钢带极电渣堆焊接头的熔合区特征

超低碳奥氏体不锈钢带极电渣堆焊接头的熔合区特征主要表现为碳扩散层和马弑全带的形成,碳扩散层的形成受合金元素与碳的浓度梯度,原子扩散,热处理工艺和堆焊工艺等因素的影响;增碳层中的碳化物主要为Ｍ２３Ｃ６,马氏体带由位错马氏体,孪晶体马氏体,残余奥氏体和少量碳化物组成;熔合区化学成分的变化是马氏体带形成的主要原因。     

超高铬铸铁的研究现状与前瞻

综述含铬量超过30％的高铬铸铁的组织、性能和应用情况,简述了超高铬铸铁的研究应用前景。亚共晶超高铬铸铁组织由M23C6型铬碳化物和具有铬的正电极电位的高铬铁素体组成,具有良好的抗腐蚀磨损性能。过共晶超高铬铸铁组织为硬度高的M7C3型铬碳化物和马氏体、残余奥氏体基体,具有优良的承受苛刻条件下低角度冲击腐蚀磨损与高温磨损性能。     

高铬铸铁芯焊条堆焊层组织分析

基于焊芯过渡合金元素的技术思路,研制了高铬合金铸铁同质堆焊焊条．分析了不同药皮堆焊焊条的堆焊层组织及性能,定量表征了合金元素的过渡系数．结果表明,通过焊芯过渡合金元素的高铬合金铸铁堆焊焊条可获得组织和性能均匀的堆焊层．合金过渡系数高于85％．碱性药皮堆焊焊条堆焊层为亚共晶成分高铬合金铸铁,组织由奥氏体γ＋马氏体M＋碳化物Cr7C3组成．堆焊层硬度为44．5～56．5HRC．碱性石墨化型药皮堆焊焊条堆焊层组织由初生碳化物Cr7C3＋马氏体M＋碳化物Fe7C3＋少量石墨G组成,堆焊层硬度可达59～67HRC．     

高铬铸铁型堆焊自保护药芯焊丝的研制

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其组织性能进行了分析,结果表明:堆焊金属显微组织主要为马氏体+残余奥氏体+M7C3型碳化物,堆焊金属硬度随石墨加入量的增加而增加,当加入w(石墨)15％时,堆焊金属硬度开始下降;药芯中加入w(钼铁)2％,堆焊金属硬度从HRC62.7提高到HRC63.5;初生碳化物主要沿堆焊层向母材...     

硼对等离子熔覆高硼铁基合金组织和性能的影响

采用等离子弧熔覆技术在20g钢表面堆焊Fe-Cr-B-C系的铁基复合材料,利用X射线衍射（XRD）,光学显微镜（OM）,扫描电镜（SEM）,洛氏硬度计及湿砂磨损试验机等试验设备进行检测、试验,研究不同硼加入量对熔覆层显微组织与性能的影响规律.结果表明,熔覆层显微组织由过饱和α-Fe枝晶固溶体、枝晶间硼化物共晶组织以及碳化物等组成;熔覆层中硬质相主要有Cr2B,CrB2,Fe2B,Cr7C3,B4C等;随着硼含量的增加,硼化物明显增多,当硼添加量为5%时熔覆层的硬度及耐磨性达到最佳,其硬度值为66.1 HRC,磨损量仅为0.383 g;继续增加硼的添加量,熔覆层的耐磨性能降低.     

45CrNiMoVA钢MIG堆焊层组织及性能研究

采用脉冲MIG焊技术，用UTPADUR600耐磨实芯焊丝，在45CrNiMoVA钢基体上堆焊制备了堆焊层；采用扫描电子显微镜对其组织形貌进行了观察分析，并对堆焊层的内聚强度和显微硬度进行了测试。试验结果表明：堆焊层的组织主要为奥氏体和二次渗碳体；焊缝的组织为针状马氏体组织；堆焊层的平均结合强度为695.3MPa；堆焊层的平均显微硬度为HRC58．4，较基体有较大提高，有利于改善材料的耐磨损性能。     

等离子喷焊低温马氏体相变合金粉末的组织与性能

为减小喷焊过程中热收缩形成的拉伸应力,采用等离子喷焊的方法,在Q235钢基体上进行堆焊,制备出具有残余压缩应力的低温马氏体相变合金耐磨复合涂层。利用金相显微镜(OM)、SEM、EDS、XRD、X射线残余应力测试仪、显微硬度仪和摩擦磨损试验机等,对喷焊层金属的微观组织、成分和力学性能进行了分析和研究。结果表明:合适的工艺参数下,能够得到与基体呈冶金结合的无缺陷喷焊层组织;喷焊层的组织主要为马氏体和少量残余奥氏体组成;喷焊层获得较为理想的残余压缩应力,最大残余压缩应力可达到-351.2 MPa,平均残余奥氏体的质量分数约为10.18%;和基体材料相比较,等离子喷焊层的硬度提高2.5倍,耐磨性提高47.22倍。     

电子束表面合金化合成(Cr,Fe)7C3复合层耐磨性

以Fe/Cr/C粉末为添加原料,采用可控电子束旋转线扫描方式对低碳钢表面进行表面改性.通过电子束加热工艺和粉末配比的优化,在表面复合层中原位合成了(Cr,Fe)7C3.对表面复合层的显微组织及室温干滑动磨损性能进行了分析.结果表明,表面复合层中主要包含两种相,即少量的初生硬化相(Cr,Fe)7C3以及奥氏体与(Cr,Fe)7C3组成的共晶相,共晶碳化物弥散分布于奥氏体基体中,呈不连续网状组织.表面复合层与基体之间为完全冶金结合.复合层与GCr15钢球的磨损机理为磨料磨损,在室温干滑动磨损下具有优异的耐磨损性能.     

Effects of substrate preheating during direct energy deposition on microstructure,hardness, tensile strength,and notch toughness

This study examined the effects of substrate preheating for the hardfacing of cold-press dies using the high-speed tool steel AISI M4. The preheating of the substrate is a widely used technique for reducing the degree of thermal deformation and preventing crack formation. We investigated the changes in the metallurgical and mechanical properties of the high-speed tool steel M4 deposited on an AISI D2 substrate with changes in the substrate preheating temperature. Five preheating temperatures (100-500 °C; interval of 100 °C) were selected, and the changes in the temperature of the substrate during deposition were observed. As the preheating temperature of the substrate was increased, the temperature gradient between the melting layer and the substrate decreased; this prevented the formation of internal cracks, owing to thermal stress relief. Field-emission scanning electron microscopy showed that a dendritic structure was formed at the interface between the deposited layer and the substrate while a cellular microstructure was formed in the deposited layer. As the preheating temperature was increased, the sizes of the cells and precipitated carbides also increased. Furthermore, the hardness increased slightly while the strength and toughness decreased. Moreover, the tensile and impact properties deteriorated rapidly at excessively high preheating temperatures (greater than 500 °C). The results of this study can be used as preheating criteria for achieving the desired mechanical properties during the hardfacing of dies and molds.     

堆焊铜合金/35CrMnSiA接头的界面结构特征

采用冷体TIG堆焊方法在钢质基体上堆焊铜合金层,重点分析了其微观组织.通过显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察了界面、铜合金层及基体的组织形貌特征, 分析了焊接工艺对铜合金层中泛铁量的影响.通过能谱 (EDXA)研究了铜合金层内和界面的成分变化,发现在焊接过程中发生了基体元素向铜合金层中溶解和某些铜合金层元素向基体扩散,在由CuSi3形成的铜合金层中有Fe2Si生成,在由B30形成的铜合金层中存在树枝晶组织.而且,焊接工艺不当时,因界面处存在低熔共晶进而出现渗透裂纹.     

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.     

马氏体不锈钢耐磨焊条及其性能

马氏体不锈钢具有高强度、良好的耐磨损性能以及一定的耐腐蚀性能。研制了一种马氏体不锈钢耐磨焊条,在低碳钢Q235上进行堆焊试验,分析堆焊接头的组织转变,并研究堆焊合金的耐磨性能。结果表明,该焊条具有良好的焊接工艺性能,堆焊层金属与母材结合良好,未出现裂纹等缺陷;堆焊层组织为板条马氏体+碳氮化物+少量残余奥氏体;碳氮化物沿马氏体基体和晶界析出,呈弥散分布,起到细晶强化和析出强化的作用;与母材相比,堆焊层金属的硬度和耐磨损性能明显提高,其磨损机制主要为显微切削和塑性变形。     

Formation mechanism of bimetal composite layer between LCS and HCCI

A low carbon steel (LCS)/high chromium white cast iron (HCCI) bimetal wear plate about 20 mm in thickness was prepared by liquid-liquid bimetal composite casting technology to substitute for the welding wear plate. A clear and distinguishable composite layer between the LCS and the HCCI was detected with SEM, and the composition and phase were analyzed through EDS and XRD. The composite layer was composed of three sublayers from the LCS to the HCCI: pearlite transition layer, composite layer, and HCCI transition layer. The Vickers hardness from the pearlite transition layer to the HCCI transition layer was 360 HV to 855 HV. The austenite grows as dendrites between the composite layer and the HCCI transition layer under constitutional undercooling. A large amount of C and Cr, and a smal amount of Si and Mn dissolve in the matrix. Granular Cr7C3 is uniformly distributed. Due to the solute redistribution at the solid-liquid interface, the primary austenite grows from planar to celular and ifnaly to the distinct dendrite crystals. The dendrite crystals have an obvious growth direction perpendicular to the composite layer.