W6Mo5Cr4V2高速钢复合轧辊包覆层组织特征研究

采用电渣重熔水冷结晶器快速冷却W6Mo5Cr4V2高速钢熔体与电磁感应预热35CrMo锻钢芯棒相结合的方法制备复合轧辊包覆层,并研究了包覆层一侧的显微组织特征。运用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和X射线衍射仪观察和分析了靠近结晶器、包覆层中间区域和靠近复合界面三个典型不同位置处包覆层显微组织特征。结果表明:初始态下包覆层显微组织主要由珠光体以及呈连续、粗大和网状分布的晶界碳化物体组成。包覆层内各个区域的冷却速度不同使得组织形貌出现了明显的差异:外层靠近结晶器组织晶粒细小,晶界碳化物网的连续性和完整性较差;中间区域网状碳化物的连续性和完整性最强,且晶界碳化物增多、增大,晶粒粗大;靠近复合界面内层组织与外层相似,但其组织形貌介于外层和中间区域之间。     

B4C含量对激光熔覆Fe基陶瓷复合涂层组织及性能的影响

选用同一参数,激光熔覆了Fe基合金加不同含量B4C陶瓷(10％、15％、20％、25％和30％,质量分数)的复合涂层,分析比较了B4C含量对涂层显微组织、相组成、显微硬度以及耐磨性能的影响.结果表明,虽然熔覆粉末中B4C含量不同,复合涂层显微组织都是由平面状晶、胞状晶、树枝状晶和等轴晶组成,但含20％B4C涂层上部等轴晶区晶粒尺寸最小,当B.C含最达到25％及以上时涂层组织中分布着的B4C出现富集现象;不同B4C含量涂层物相都为α-Fe、Fe3B、B4C、Fe23(B,C)6和CrB等,且各组成相的含量差异不明显;不同B4C含量熔覆层显微硬度分布相同,较基材都明显提高,其中含20％B4C的熔覆层显微硬度最高达到1370 HV0.2;磨损试验表明,不同B4C含量熔覆层耐磨损性都明显优于基材,而含20％B4C熔覆层磨损量也最小.     

热处理对Fe-5Cr-1.4B合金组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对Fe-Cr-B合金显微组织和性能的影响.试验结果表明:Fe-Cr-B合金的凝固组织主要由Fe2B、M7(C,B)3(M=Fe,Cr)、α-Fe及γ-Fe组成,共晶组织呈网状分布.经过淬火处理后,呈网状结构的硼化物发生断裂,基体转变为马氏体,并伴有二次碳硼化物M23(C,B)6析出.当淬火加热温度超过1 050℃,二次碳硼化物析出相的数量减少,宏观硬度和显微硬度随温度的升高而增加,在1 050℃时,达到最大值,超过1 050℃时,硬度略有下降.经过回火处理后,马氏体发生回火软化,基体中继续析出细小二次碳硼化物,硬度相对淬火态下略有下降,并随着回火温度的升高,下降趋势增加,在500℃回火时冲击韧度达到最高值,为7.35 J/cm2.     

铬含量对Fe-Cr-B堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

目的在Fe-x Cr-3.5B-0.1C药芯焊丝中加入不同含量的铬,了解铬含量对堆焊合金硼化物形貌以及耐磨性能的影响。方法采用CO_2气体保护堆焊的方法在Q235钢基板上制备Fe-Cr-B系耐磨合金,利用光学显微镜、XRD、SEM等方法观察堆焊合金层的显微组织结构,以及湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机对堆焊层进行磨粒磨损试验。结果堆焊合金层主要由铁素体枝晶、马氏体、珠光体和硼化物组成,硼化物随着Cr含量的增加发生Fe_2B到M_2B(M=Fe,Cr)的转变,它主要分布在金属基体的连续网状和鱼骨状结构中。凝固过程中,当Cr质量分数大于9%时,首先形成初生M_2B颗粒,随后形成共晶的M_2B和BCC结构的Fe基固溶体,这种共晶的微观结构主要由基体和长条状的M_2B硼化物组成。从Cr与(Fe,Cr)的原子数分数比值可以看出,硼化物发生从Fe_2B→(Fe,Cr)_2B→(Cr,Fe)_2B的转变。铬含量对Fe-Cr-B系耐磨堆焊合金的组织、硼化物形貌有较大影响。由于硼化物空间结构的变化,硼化物的显微硬度会随着铬原子进入Fe_2B而逐渐提高。结论随Cr含量的增加,及共晶硼化物硬质相的析出,堆焊合金的硬度和耐磨性呈现持续提高的趋势。当Cr含量为20%时,合金中生成的长条状M_2B相作为耐磨骨架无序的分布且镶嵌于基体中,合金耐磨料的磨损性能比Cr含量为9%时的提高了约7.4倍。     

Mo元素对Fe-Cr-Mo-C堆焊合金组织和性能的影响

采用等离子弧堆焊技术对不同Mo含量的Fe-Cr-Mo-C系合金进行堆焊,研究不同Mo含量对Fe-Cr-Mo-C堆焊层组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对堆焊层组织和物相进行分析,采用显微硬度计对堆焊层显微硬度进行测试。结果表明:Fe-Cr-Mo-C合金组织由γ,M_(23)C_6,M_2C以及M_6C组成,随着合金中Mo含量的增加,M_(23)C_6数量逐渐减少,蜂窝状的共晶碳化物M_2C数量逐渐增多,且M_2C逐渐转变为菊花状的共晶碳化物M_6C,大量高硬度M_2C均匀分布在堆焊层中,使得w(Mo) 8.2%和w(Mo) 10.1%合金堆焊层顶端显微硬度平均值较高,达到HV_(0.2)795,有利于促进堆焊层耐磨性的提高。     

电弧喷涂Fe-Cr-B涂层的钨极氩弧重熔处理

采用高速电弧喷涂技术及钨极氩弧重熔技术分别制备Fe-Cr-B喷涂层及其重熔层,采用X射线衍射仪、金相显微镜、X射线残余应力测试仪、显微硬度仪、动载磨料磨损试验机、扫描电子显微镜分别对喷涂试样及重熔试样的相结构、微观组织、残余应力、纵截面硬度、耐磨性及磨损表面形貌进行观察与测试。结果表明,重熔处理后,电弧喷涂Fe-Cr-B涂层的组成由Fe基非晶和硼化物相转为Cr_2B、(Cr,Fe)_2B、α-Fe相,涂层与基体由机械结合转为冶金结合,重熔试样由表层至基体的显微组织分别是初生硼化物以及共晶组织、共晶硼化物+马氏体+奥氏体、初生奥氏体以及共晶组织、热影响区组织。重熔处理后,涂层显微硬度由689 HV0.1上升为960 HV0.1,磨损失重率由0.088 g/(cm~2·min~(-1))降为0.004 6 g/(cm~2·min~(-1))。喷涂层的磨粒磨损机制主要是微断裂,重熔层的磨粒磨损机制主要是变形磨损和微切削。     

WC/高铬铸铁渗层组织的研究

介绍了铸渗工艺的发展及机理,分析了铸渗外层组织、中层组织、内层组织的形成原因,指出:(1)铸渗层组织由表层的合金烧结层、内层的钎焊层、界面的熔合层三个区域构成;(2)浇注温度对复合层的质量有显著的影响,当浇注温度在1 540～1 580℃、增强颗粒的粒度在60～80目之间时,复合层的综合质量较为理想;(3)由于铸渗层存在(Fe,Cr)7C3、Cr7C3、WC等组织,耐磨性能大大提高;(4)从复合层到基体显微硬度呈梯度分布,显微硬度值先升高后降低,硬度的梯度分布使复合层的强度与基材的韧性得到充分的利用。     

长寿命三层合金轧辊辊套

我国的板、带、型钢轧机轧辊大多使用的是不带辊套的铸钢或铸铁轧辊、其耐磨性、耐热裂性、耐粗糙性等性能较差 ,使用寿命短、更换频繁 ,影响轧件表面质量和生产率。国外采用在轧辊上热套硬质合金辊套解决了上述存在问题。几十年来 ,辊套已从单层辊套、双层辊套发展到目前的三层合金辊套。我国有的厂家已在开发、生产单层辊套 ,但与国际水平有较大差距。三层合金辊套由外层、中间层和内层组成 ,外层、中间层和内层分别由不同合金和不同合金含量 (重量百分比 )的钢水浇铸而成。用离心浇铸法先浇外层 ,再浇中间层 ,最后浇铸内层 ,使之成为一个…     

离心铸造高速钢-球铁复合轧辊的制造工艺

高速钢-球铁复合轧辊由三层不同材料组成,外层材料为高碳高钒高速钢,芯部材料为合金球墨铸铁,中间层为过渡层.介绍了各层的化学成分,离心浇注机金属型转速、涂料厚度、外层和中间层浇注厚度、浇注温度及间隔时间等工艺参数,以及各种缺陷的预防措施.轧辊检查结果:辊身硬度为76～78 HS,辊颈抗拉强度达570 MPa,伸长率为5%,冲击韧性大于5 J/cm2.     

离心铸造高速钢复合轧辊生产工艺探讨

介绍了采用卧式离心机两次复合工艺制造离心铸造高速钢复合轧辊的生产技术,重点介绍了轧辊外层、中间层及辊芯材料的化学成分、轧辊铸造的工艺流程、钢水的熔炼和处理方法、热处理工艺及组织性能.该轧辊具有耐磨性高、辊身工作层硬度落差小等特点,其耐磨性是传统铸铁轧辊的3倍以上.     

等离子喷焊原位生成TiC硬质增强镍基耐磨层组织与性能

通过等离子喷焊NiCrBSi+Ti混合粉末制备TiC硬质增强镍基复合耐磨层,利用OM,SEM,XRD及EDS研究了喷焊层微观组织、物相及元素组成特征,并利用显微硬度仪及磨料磨损试验机对喷焊层显微硬度及耐磨料磨损性能进行测试.结果表明,NiCrBSi+Ti混合粉末喷焊层主要包括由保留有共晶组织形态的(γ-Ni+β_1-Ni_3Si)与过共析组织(α-Fe+FeNi_3)组成的基体相,以及镶嵌于基体中的M_7C_3和M_(23)C_6等硬质相;CrB弥散分布于喷焊层中;原位生成的TiC一部分作为M_7C_3和M_(23)C_6等后析出相的形核核心,一部分以细小颗粒(1μm)弥散于基体中,部分甚至偏聚为大尺寸TiC(1μm)块体.Ti的加入,显著细化了喷焊层组织,Ti添加量为6%时,喷焊层性能最好,显微硬度可达800 HV_(0.5),磨损质量约为14.5 mg,耐磨性为纯NiCrBSi喷焊层的2倍以上.     

热处理对Fe-Cr-B铸钢组织和耐铝液腐蚀性能的影响

研究了不同去稳处理工艺对Fe-Cr-B铸钢显微组织及其耐铝液腐蚀性能的影响。结果表明:Fe-Cr-B铸钢凝固组织由网状M_2B型共晶硼化物和α-(Fe,Cr)基体组成;去稳处理后共晶硼化物连续性随温度升高而降低,且在900~1 050℃温度范围内处理时基体中析出细小弥散的M_(23)(C,B)_6和M_7(C,B)_3二次硼碳化物,其数量随着温度的升高逐渐减少。在900℃保温1.0 h时Fe-Cr-B铸钢获得最佳的耐铝液腐蚀性能;在750℃铝液腐蚀8.0 h条件下,经900℃和1 000℃保温1.0 h处理后的铸钢的腐蚀速率较铸态下分别降低了约25.1%和16.7%;Fe-Cr-B铸钢的耐铝液腐蚀性能受共晶硼化物及基体的耐铝液腐蚀性能的共同影响。     

碳化硼对粉/丝复合堆焊高硼铁基合金组织结构的影响

为了探讨合金元素B,C对高硼铁基堆焊合金组织结构、裂纹敏感性的影响,采用粉/丝复合堆焊技术配合不同B₄C含量合金粉体制备高硼铁基堆焊合金,通过显微组织结构、微区成分、显微硬度及宏观硬度试验检测,分析不同B,C元素含量及配比的堆焊合金组织与性能. 结果表明,高硼铁基堆焊合金由α-Fe,Fe₂B,Fe₃(C,B)相组成,随着B₄C的添加,初晶岛状α-Fe消失,菱形初晶Fe₂B、粒状Fe₃(C,B)析出,鱼骨状、条状共晶状组织α-Fe+Fe₂B体积分数趋于减小并消失,菊花状α-Fe+Fe₂B+Fe₃(C,B)包晶组织成为堆焊合金的主体. 高硼铁基合金中硼、碳的含量及配比是影响堆焊合金组织结构、裂纹敏感性的原因之一,约30%合金粉体(含35%硼铁粉、5%B₄C)配合约70%H08Mn2Si焊丝获得的堆焊层,可有效抑制堆焊裂纹的出现,并可获得稳定的高硬度值66 HRC.     

B4 C 含量对等离子喷涂 NiCoCrAlY / Al2 O3 -B4 C复合涂层力学性能的影响

目的提高等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层的摩擦性能。方法采用离心喷雾造粒、化学冶金包覆和固相合金化技术制备NiCoCrAlY/Al2O3和NiCoCrAlY/B4C复合粉体,通过等离子喷涂技术制备NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层。对涂层的显微结构、结合强度和显微硬度进行表征,研究B4C含量对等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层力学性能的影响。结果 Al2O3和B4C颗粒包覆了致密的NiCoCrAlY合金层,包覆层厚约3~5μm。等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层呈典型的层状结构,涂层结构致密,各层间结合良好。随着B4C含量的增加,复合涂层的显微硬度逐渐增大,结合强度逐渐降低,当B4C质量分数达到30%时,涂层的显微硬度比未添加B4C时提高了1.4倍,结合强度比未添加B4C时降低了26%。涂层在拉伸试验中发生了典型的脆性断裂,断裂位置发生在涂层内部。结论向等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层中添加B4C,可显著提高涂层的显微硬度,但会使涂层的结合强度有一定程度降低。     

5CrNiMo钢激光熔覆再制造涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术,在5CrNiMo钢表面制备了耐磨铁基梯度涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机等研究了沉积态和热处理后的不同M2含量的Fe1涂层的物相组成、微观组织和显微硬度。结果表明:含M2组分的涂层热处理后硬度提高,沉积态涂层的物相主要为γ-Fe(Cr-Ni-Fe-C)和[Fe,Ni]固溶体,热处理后α-Fe(Fe-Cr)和(Cr,Fe)7C3相含量增多。涂层主要由Fe和Cr元素组成,晶界富含Mo、Cr、V和Mn等元素。热处理后涂层中析出了大量弥散强化相,耐磨性提升了约1.3倍。优选耐磨层配比为20%M2,中间层和连接层配比为10%M2,热处理工艺为900℃保温1 h后空冷或水冷。优选配比的多层熔覆涂层组织致密,无裂纹和气孔等缺陷,磨损试验结果表明不同成分的涂层磨损率接近。     

激光熔覆Stellite硬面合金扫描速度对相组织和耐磨性的影响

本文报导应用横流式连续CO_2激光器,采用不同激光扫描速度,对熔覆Stellite 12钴基硬面合金的合金层的相组成、微观组织结构对耐磨性和显微硬度影响的研究结果。表明:(1)激光熔覆合金层是由过饱和的γ(Co,Cr)基体相和复杂的六方M_7C_3碳化物相所组成(2)在其他参数不变的情况下,随激光扫描速度的提高,γ(Co,Cr)基体相过饱和度增大,而析出的碳化物含量减少,因而合金层的硬度升高,耐磨性有所下降;而降低激光的扫描速度,碳化物M_7C_3析出增加,有利于提高合金层的耐磨性、因此碳化物M_7C_3析出量是提高耐磨性的主要因素,而增加基体相γ(Co,Cr)的过饱和度则是硬度提高的主要因素     

碳含量对等离子束表面冶金铁基耐磨涂层的影响

制备了不同碳含量的等离子束表面冶金铁基耐磨涂层,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计,对涂层的显微组织、物相组成、碳化物成分含量、显微硬度等进行了系统研究。结果表明:随碳含量由3.5%增加到5.0%,涂层物相组成基本一致,由(Fe,Cr)7(C,B)3、α-Fe组成;先析相(Fe,Cr)7(C,B)3由细小的针状或颗粒状逐渐变为条状到粗大的六边形等多种形态,(Fe,Cr)7(C,B)3碳化物的平均硬度由682.00 HV0.1增加到1227.79 HV0.1;涂层的平均硬度由616.57 HV0.1逐步增加到981.46 HV0.1。     

激光硬化和渗氮复合处理38CrMoAl钢组织与性能

采用激光硬化-离子渗氮复合工艺对38Cr Mo Al钢表面进行了强化处理。利用XRD、SEM、EPMA、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了复合处理试样的显微组织、相组成、显微硬度及耐磨性。结果表明,复合处理表面改性层主要是由α-Fe、Fe4N、Fe3N、Cr23C6、Al N及Cr2N相组成。由于激光硬化的晶粒细化作用,以及大量位错、空位等缺陷的产生,致使渗氮层的深度得到明显增加,同时Fe3N相减少,Fe4N相增多,氮化物的分布更趋均匀。与单一的激光硬化和渗氮工艺相比,复合处理工艺有效地提高了38Cr Mo Al钢的硬度和耐磨性能。     

钢复合渗硼层的组织结构及显微硬度

分析并系统研究了合金元素对复合渗硼层宏观组织,相成分及显微硬度的影响,结果表明,合金元素使Ｆｅ－Ｂ相图上的共晶点移动,从而改变复合渗硼层中高硬度硼化物和低硬度共晶体的相对含量。复合渗硼层的显微硬度比渗硼层的高０．５－１倍。     

同步送粉激光熔注WC-W_2C_p/4Cr5MoSiV1复合材料层微观组织及摩擦磨损性能

以铸造WC (WC/W_2C共晶)作为增强颗粒,4Cr5MoSiV1作为熔注层金属基体,采用激光熔注技术在Q235表面制备WC_p/4Cr5MoSiV1金属基复合材料层。采用XRD、OM、SEM和EDS对涂层的物相、宏观形貌和微观组织进行了表征分析,测试了涂层沿深度方向上的显微硬度,室温条件下进行销盘式面接触干滑动摩擦磨损试验,利用SEM对磨损表面进行微观组织分析。结果表明,复合材料层的相组成主要有γ-Fe、WC、M_2C、M_6C、M_(23)C_6、(Fe,W)_3C (M=Fe,Cr,W,Mo),碳化物在复合材料层中呈现不同的形态。复合材料层的HV_(0.2)硬度7237.4 MPa,是基材Q235硬度的4.6倍,较传统淬火态4Cr5MoSiV1高出50%。复合材料层的平均摩擦系数为0.283,仅为硬质合金的87.1%, 4Cr5MoSiV1的61.1%;相对磨损率43.45,是硬质合金的1.7倍,4Cr5MoSiV1的43倍。