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。     

NbC含量对钢表面AlCoCrCuFeNiMn（NbC）x高熵合金组织和性能的影响

为了研究NbC对高熵合金的硬度及耐磨性的影响,利用等离子熔覆技术在Q235钢板上制备AlCoCrCuFeNiMn（NbC）x（x=0.1、0.2、0.3、0.4,摩尔比）高熵合金熔覆层,采用扫描电镜（SEM）附带能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、洛氏硬度计和湿砂橡胶轮式磨损试验机对熔覆层的组织形貌、析出相成分、物相结构、硬度和耐磨性进行了分析。结果表明,熔覆层基体组织由FCC+BCC固溶体组成,加入C和Nb元素后,高熵合金的高熵效应并不能抑制NbC的析出,熔覆层组织有NbC析出;随着（NbC）摩尔比的增加,NbC的形态由多边形块状向十字状枝晶结构和长条状结构转变,且尺寸随之增大,熔覆层的表面硬度和耐磨性不断提高,当（NbC）的摩尔比达到0.4时,熔覆层硬度提高了21.3%;当（NbC）摩尔比达到0.3时,高熵合金熔覆层的耐磨性和高铬铸铁相当,是熔覆层基体耐磨性的3.3倍。     

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。     

激光熔覆Ni/Cr_3C_2的组织及冲蚀磨损性能

借助x射线衍射仪、扫描电镜、x射线能谱仪和浆罐式冲蚀磨损试验机，研究了在2Crl3马氏体不锈钢基村上经激光熔覆Ni／Cr3C2／（Ni＋Cr）复合涂层的组织与冲蚀磨损性能。研究试验结果表明，Cr3CZ粒子的加入及完全溶解，增加了熔池中Cr和C的含量，使合金在冷凝时析出M7C3化合物。强化表面合金层由细密的奥氏体校晶和技晶间的v－M7C3共晶体组成，并且随Cr3C2粒子含量的增加，熔覆层的枝晶组织细小，硬度增高，其显微硬度可达350－450HV，比2Clr3钢基村的硬度（约220HV）提高约1倍。在酸性砂浆水溶液扣十击角固定在45，在7－9．5m／S冲击速度下，用Ni＋50％CY3CZ强化的熔覆层冲依磨损率比2Cr13钢基材的减小约50％。     

Q345－Zr－Q345焊接接头显微组织和纳米压痕研究

为了评价Zr与Fe之间的焊接性能,对焊缝中可能存在的金属间化合物的种类、分布以及性能进行了研究。采用钨极氩弧焊（TIG）方法对Q345低合金试板进行了以纯Zr作为填充金属的熔焊连接试验,并采用纳米压痕技术建立了焊缝典型组织和力学性能之间的依存关系。结果显示,Zr焊缝与Q345基体相连处主要由层片状共晶组织组成（α－Fe+Fe2Zr）,该区域中Fe元素含量较高;焊缝中部区域主要由Fe2Zr胞状树枝晶组成,少量FeZr2组织分布在Fe2Zr胞状枝晶间;在Fe2Zr富集区域出现了裂纹。纳米压痕测试结果表明,Fe2Zr金属间化合物的硬度较高,平均硬度值达到20.1 GPa;层片状共晶组织（α－Fe+Fe2Zr）的硬度值相对较低,平均硬度值为6.8 GPa;FeZr2化合物的平均硬度值为8.9 GPa。Zr焊缝断口呈现出明显的枝晶形貌,EDS结果表明,这些枝晶主要由Fe2Zr金属间化合物组成。     

高频感应熔覆超音速火焰喷涂NiCrBSi涂层研究

用NiCrBSi自熔性合金粉末、采用超音速火焰喷涂和高频感应加热技术相结合,在35CrMo钢基体表面进行熔覆并制得涂层。利用光学显微镜（OM）和x射线衍射（XRD）分析技术观察和测定了熔覆层组织和相结构,并对其硬度和冲蚀磨损性能进行了测试。结果表明：熔覆后镍基涂层与基体形成了良好的冶金结合,层状结构消失,涂层硬度分布均匀,涂层耐冲蚀磨损能力约为HVOF涂层的3倍。     

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。     

白油加氢管线0Cr18Ni10Ti法兰开裂失效分析

采用化学成分分析、硬度测试、金相组织分析、断口微观形貌扫描电镜观察和能谱分析等方法,对白油加氢管线0Cr18Ni10Ti不锈钢法兰颈部开裂的原因进行了分析研究。分析结果表明,材料中C元素质量分数偏高,Cr、Ti元素质量分数偏低,晶界析出富铬碳化物受到了敏化,同时外部保温层下有害介质浓缩形成了含Cl、O、S元素的腐蚀环境,法兰颈部在轴向拉应力和腐蚀介质的共同作用下,发生了晶间应力腐蚀开裂。     

压裂泵阀座激光熔覆研究及应用

为了得到符合要求的激光熔覆材料和工艺参数,对410不锈钢阀座基体进行激光熔覆Co基加WC金属陶瓷涂层处理,通过扫描电镜、硬度测试和摩擦磨损试验研究了激光熔覆粉末材料、工艺参数以及后续热处理对不锈钢表面熔覆层组织性能的影响。研究结果表明,以SD-1和SD-2为主体配置的粉末得到成型性良好的熔覆层,随着扫描速度增大,熔覆层硬度和裂纹敏感性增大;后续热处理能够明显降低HAZ硬度;熔覆层与基体结合紧密,与未处理试件相比,经过处理的熔覆层耐磨性大大提高。研究结果对于激光熔覆技术的现场应用具有一定的指导作用。     

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。     

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%。     

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。     

金属间化合物对Cu基复合熔覆层磨损性能的影响

为了系统研究铜合金涂层中Fe含量对其微观组织和力学性能的影响,采用自制铜合金粉末在6061铝合金上进行激光熔覆试验,即在6061铝合金表面熔覆了不同Fe含量的铜基复合熔覆层。试验结果显示,不同Fe含量的熔敷层组织从底层到表面分别为平面晶体、柱状晶、胞状晶和等轴晶;合金涂层由AlCuNi、AlNi和金属间化合物相组成（即:FeAl和Fe3Al）。研究表明,熔敷层硬度和耐磨性随着FeAl和Fe3Al相含量的增加而相应提高,当w（Fe）=15%时,熔敷层的耐磨性达到最佳值。     

合金设计对高强HFW焊管用钢强度和韧性的影响

通过对0.08%～0.15%的C-Cr-Mo-B系以及0.15%～0.20%C-Cr-Mo系试验钢组织和性能研究,得到高强HFW焊管用钢合金设计的基本特征——低碳、超低碳的多元微合金设计,着重分析了C含量对组织和性能的影响以及Nb,Mo和B等元素的作用。结果表明,C含量对高强HFW焊管用钢的组织和性能有较大的影响,能够显著提高强度,但会使组织中具有较多的碳化物,对韧性非常不利;Nb,Mo和B等元素具有提高淬透性、实现固溶强化、析出强化和细化晶粒的明显作用。低碳设计是提高韧性的重要因素,通过优化合金设计可以得到P110和Q125高强韧性HFW焊管用钢。     

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。