工艺参数对H13钢表面激光熔覆高熵合金成型和性能的影响

为了研究工艺参数对H13钢表面激光熔覆高熵合金成型和性能的影响,通过在H13钢表面激光熔覆Co1.5CrFeNi1.5Ti0.75高熵合金,并分析了不同激光功率和扫描速度参数下熔覆层的形貌、相组成、硬度和耐磨性。研究表明,高熵合金Co1.5CrFeNi1.5Ti0.75 熔覆层为BCC相和FCC相;当激光功率为200 W、扫描速度为300 mm/min时,熔覆层成形良好,平均硬度最高,耐磨性能也最好。相关结果为提高H13钢的表面性能提供了有效、可实施的方法和试验依据。     

Nb对激光熔覆Fe45Mn30Co10Cr10Nb5高熵合金层组织与性能的影响

在304L不锈钢表面采用激光熔覆法制备了Fe50-xMn30Co10Cr10Nbx（x=0, 5）高熵合金熔覆层,通过添加Nb元素和不添加Nb元素进行对比试验,研究Nb元素对于熔覆层组织和性能的影响。研究表明,采用激光熔覆法制备的高熵合金熔覆层顶部为细小的等轴晶,而靠近基体部分则为柱状晶;Nb元素的加入能够促进Laves相产生,提高了高熵合金熔覆层的硬度和耐磨性,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层的硬度最高可达357.6HV0.05,约为Fe50Mn30Co10Cr10熔覆层最大硬度的1.2倍,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层磨损失重相比Fe50Mn30Co10Cr10减少约27%。研究结果可为提高304L不锈钢表面性能提供一定的试验依据。     

2Cr13不锈钢表面激光熔覆Ni合金层的研究

通过扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、Ｘ光能谱仪、显微硬度计研究了２Ｃｒ１３不锈钢表面激光熔覆Ｎｉ合金层的组织,并分析热处理对Ｎｉ合金层组织和显微硬度的影响。结果表明：Ｎｉ合金层由下至上可分为平面晶区,胞状晶区及枝晶区。激光熔覆Ｎｉ合金层后熔覆层的显微硬度由２３０ＨＶ提高到５００－７００ＨＶ,热处理后Ｎｉ合金层的组织较热处理前细化,其显微硬度高达８５０－１１２０ＨＶ。     

Cr_3C_2对激光熔覆Ni合金层组织和性能的影响

使用2kW连续波CO2激光器在45号钢表面激光熔覆Ni合金层及Ni合金中添加50％Cr3C2复合粉的复合涂层,并分析两种激光熔覆层的物相、组织和显微硬度。结果表明,在Ni基合金中添加50％Cr3C2复合粉,采用激光功率1．7kw、扫描速度5mm／s、光斑直径3mm的激光工艺熔覆,可获得良好的激光熔覆层;Ni／50％Cr3C2复合涂层的组织明显比Ni合金层的组织细化,其硬度达950～1200HV,比Ni合金层的显微硬度提高350～400HV。     

合金元素对Q345钢表面Cu基熔覆层组织及性能的影响

为了提高Q345钢的表面耐磨性以及得到性能优良的铜/钢复合材料,设计了两种Cu-Ni-Cr-C系金属粉芯焊丝,采用GTAW熔覆方法制备了两种铜基熔覆层,并利用SEM、EDS、硬度和摩擦磨损试验对熔覆层的组织和性能进行了研究。试验结果表明:两种熔覆层的基体组织均为Cu-Fe-Ni-Cr固溶体,并由于成分的差异在液相分离作用下产生了不同的析出相。其中,1#熔覆层的析出相主要为粗大的富Fe相,2#熔覆层的析出相以细小的富Cr相为主。两种熔覆层均与Q345钢基体达到了冶金结合,Cu、Cr、Ni、Fe元素在界面处均发生了一定的扩散。另外,得益于固溶强化和第二相强化作用,两种熔覆层的硬度均接近Q345钢基体,且2#熔覆层的硬度高于1#熔覆层,这与析出相的种类和尺寸有关。两种熔覆层均表现出了较好的耐磨性,其中2#熔覆层的摩擦系数略低于1#熔覆层,且磨损量与1#相比大大减少,表明其耐磨性更优。     

自润滑高硫钢的显微组织及耐磨性试验研究

为了研究自润滑高硫钢用于抽油杆/管防偏磨材料的可行性,采用金相显微镜对自润滑高硫钢的显微组织进行分析,结果表明高熔点金属硫化物呈菊花状、球状、网络状分布于基体中,起到很好的自润滑与减摩作用。采用显微硬度计对自润滑高硫钢、45号钢、N80钢的显微硬度进行对比分析,自润滑高硫钢的硬度低于油管材料的硬度,符合接箍材料硬度需低于油管材料硬度的原则。采用MG-200高温高速摩擦磨损试验机对自润滑高硫钢与调质45号钢及N80油管进行摩擦磨损性能对比试验,研究发现,自润滑高硫钢的摩擦因数明显低于45号钢,且自润滑高硫钢与油管磨损时油管的磨损量远低于45号钢与油管的磨损量,自润滑高硫钢保护油管的效果明显优于45号钢;其本身磨损量也远远低于45号钢的磨损量。     

H13钢激光熔覆工艺对熔覆层气孔缺陷的影响

为了研究激光熔覆工艺参数对熔覆层宏观形貌和气孔缺陷的影响,通过设计正交试验,分析了优化参数下熔覆层的微观组织和力学性能。试验结果显示,随着扫描速度增加,气孔数量和熔覆层厚度减小;当熔覆层厚度小于200 μm时,Ar气卷入熔融金属形成的气泡能够及时逸出,使得气孔数量降低;在激光功率1 300 W、送粉速度28 g/min、扫描速度7 mm/s的熔覆工艺参数下,能够获得无裂纹和无气孔的熔覆层,其微观组织由大量的针状马氏体和少量的碳化物组成,显微硬度值约为650HV0.5～710HV0.5。研究表明,扫描速度对气孔数量和熔覆层有着显著影响。     

扫描速度对等离子熔覆WC增强镍基合金涂层组织与耐蚀性的影响

为了提高金属材料的表面性能,通过等离子熔覆技术,在低碳钢表面制备了35%WC+65%Ni60合金涂层,研究了不同扫描速度对涂层组织与耐蚀性的影响。涂层组织分析及电化学性能试验结果显示：WC-Ni合金涂层的表面光滑连续,并存在良好的冶金结合,其稀释率先减小后增加;涂层的底部组织由树枝晶和大尺寸的WC颗粒构成,顶部组织由树枝晶/等轴晶和微米级WC颗粒构成;随着扫描速度的增加,涂层组织由等轴晶向树枝晶转变;当扫描速度为120 mm/min时,涂层自腐蚀电位最高,自腐蚀电流密度最小,耐蚀性最好。研究表明,当涂层具有均匀的组织、尺寸小的WC颗粒和固溶越多的W元素时,涂层具有良好的耐蚀性。     

不同C含量对X70管线钢组织和性能的影响

通过拉伸试验、冲击试验和显微组织分析等方法,研究了X70管线钢中不同C质量分数(0.04％和0.06％)及显微组织对X70管线钢冲击韧性及强度的影响.结果表明,两种不同碳含量的管线钢强度相近,二者有效晶粒尺寸及大角晶界比例相差不大,但C质量分数为0.06％的X70管线钢中因M/A岛含量较多,其夏比冲击韧性低于C质量分数...     

温度对离子渗氮渗层厚度及表面硬度的影响

利用脉冲电源真空离子渗氮技术 ,在低压 ( 1 3 0Pa) ,低温 ( 3 5 0～ 45 0℃ )条件下进行 3 8CrMoAl奥氏体不锈钢表面渗氮处理 ,可在奥氏体不锈钢表面形成耐磨性高、耐蚀性好的表面改性层 ,氮层厚度为 0 .4mm左右 ,表面氮体积分数最高达到 5 0 %。     

镍基合金等离子堆焊层的组织和性能

采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计,研究了镍基合金等离子弧堆焊层的组织和性能。堆焊的基材为X65管线钢,焊丝是ERNiCrMo-3。研究结果表明,堆焊层由柱状晶和共晶组织组成,堆焊层中的柱状晶为γ固溶体,共晶组织为γ固溶体和Laves相(富含Mo、Nb);由腐蚀电化学测试可知,堆焊层的耐蚀性能随着堆焊电流的增大而减弱;氢致开裂试验结果表明,堆焊电流越大,越容易发生氢致裂纹;显微硬度测试结果表明,由基体至堆焊层显微硬度先升高后下降,熔合区硬度最高,可达310 HV以上。     

合金元素Mo、Ni对X70管线钢管性能和焊接性影响研究

运用光学显微镜、力学性能测试、硬度云图等分析方法,对比分析了两种不同成分合金元素对X70管线钢管和环焊缝的组织和性能的影响。结果表明：Mo、Ni不仅有利于提高钢管管体的拉伸性能、管体和制管焊缝的冲击性能,而且有利于提高钢管对接环焊的组织性能。同时,在相同的环焊工艺条件下,即使在较高的热输入下,含Mo、Ni钢管的对接环焊熔合线及热影响区不同位置的冲击韧性高于不含Mo、Ni的钢管。综合结果表明,适当增加Mo、Ni有利于提高管体母材、制管焊缝和环焊热影响区的综合性能,保证高钢级管道建设的安全施工和运营。     

Mo对N80油管激光合金化层组织及性能的影响

为了研究不同Mo添加量对N80油管激光合金化层组织和性能的影响,在N80油管表面预置Ni-Cr-Ti-B4C-Mo合金粉末,通过激光处理获得与基体冶金结合良好的合金化层,并对激光合金化层的组织、化学成分及显微硬度进行测试分析。结果显示,Mo添加量为5%~10%时,随着Mo含量的增加,α-Fe固溶体晶粒细化效果越明显,增强相TiB_2、TiC含量增多,体积增大,分布更为均匀;当Mo的加入量为5%时,激光合金化层中TiB_2、TiC增强相含量最多,硬度最高。研究表明,从耐磨性角度考虑,建议Mo的添加量为5%。     

高强钢焊条中Ni含量对焊缝组织和性能的影响

基于Ni-Cr-Mo-V合金体系,研究了800 MPa高强钢焊条中Ni含量对焊缝组织和性能的影响。研究结果表明,当w(Ni)4.0%时,随着Ni含量的增加,焊缝金属强度和韧性逐渐升高;当w(Ni)4.0%时,随着Ni含量的增加,焊缝金属强度逐渐升高,而韧性逐渐降低。焊缝熔敷金属中w(Ni)=4.0%时,可以有效地抑制先共析铁素体的析出,使焊缝获得大量细小、均匀的针状铁素体组织,从而提高了焊缝的强度和韧性。     

铸铁表面堆焊Co基合金的组织和性能研究

为研制耐高温高压H2S/CO2腐蚀的卡瓦材料,采用表面堆焊方法在HT200灰口铸铁表面堆焊Co基合金,利用光学显微镜、扫描电镜(EDS附件)、X射线衍射仪和硬度计测试分析了堆焊层的组织结构和硬度。分析结果表明,堆焊层组织主要是由树枝状的γ-Co固溶体和共晶组织(γ-Co固溶体+片状M7C3(M=Cr、W、Fe))组成。从堆焊层至基体,硬度降低,堆焊层硬度高达750HV左右,熔合区的硬度大约为380HV,基体硬度为280HV左右。     

Cr对高强钢焊条焊缝组织和性能的影响

基于Ni-Cr-Mo-V合金体系,研究了Cr对800 MPa高强钢焊条焊缝组织和性能的影响。研究结果表明,当w(Cr)1.2%时,随着Cr含量的增加,焊缝金属强度和韧性逐渐升高;当w(Cr)1.2%时,随着Cr含量的增加,焊缝金属强度逐渐升高,而韧性逐渐降低。焊缝熔敷金属中w(Cr)=1.2%时,可以使焊缝金属获得大量细小、均匀的粒状M/A组织,从而提高了焊缝的强度和韧性。     

微观组织对管线钢落锤性能的影响研究

为了提高输送管道安全性,保证管体开裂后材料具有一定的止裂能力,采用大能量摆锤冲击试验机研究了壁厚对X80管线钢 DWTT 剪切面积和能量密度的影响,并利用金相显微镜和透射电镜分析了带状组织、位错、组织均匀性等对 DWTT 性能的影响。结果显示,随着钢板厚度的增加,管线钢的韧脆转变温度升高,韧脆转变区的能量密度降低;高硬度粗大的M/A组织带会严重恶化DWTT 性能;而细小均匀的贝氏体组织使管线钢具有较高的 DWTT 性能。研究表明,优化连铸工艺减轻中心偏析,优化控轧控冷工艺以及消除钢板心部带状组织,提高钢板壁厚方向组织均匀性对改善厚壁管线钢低温落锤性能有显著作用。     

激光熔覆工艺参数对铅青铜熔覆层微观组织及性能影响

为了探索不同激光工艺参数对铅青铜熔覆层成形质量的影响,采用激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备铅青铜熔覆层,并分析了熔覆层微观组织、硬度和减磨性能。结果表明,激光功率240 W、扫描速度5 mm/min为最优工艺参数,采用此工艺参数制备出的铅青铜熔覆层成形质量良好,组织致密、无气孔裂纹;铅青铜熔覆层组织主要由马氏体、α-Cu固溶体、CrMo₃S₄、Pb相组成;熔覆层平均硬度为334HV_0.1;熔覆层试样的磨损类型为黏着磨损和磨粒磨损的复合磨损形式。