高铬铸铁型自保护药芯焊丝堆焊组织与性能分析

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其堆焊金属组织与性能进行了分析,结果表明：堆焊金属表面硬度达到HRC60以上,堆焊金属显微组织主要为马氏体＋残余奥氏体＋M7C3型碳化物;初生碳化物主要沿堆焊层向母材方向生长,其表面硬度为HV1783,侧面为HV1127;共晶碳化物围绕在初生碳化物周围生长,其显微硬度为HV830;在相同磨损条件下磨损1h后,堆焊金属相对耐磨性为Q235钢的14倍左右,在药芯中加入适量的稀土氧化物能提高堆焊金属的耐磨性。     

球墨铸铁表面激光堆焊层组织和性能的研究

借助光学显微镜、扫瞄电子显微镜,能谱仪对堆焊层显微组织及热影响区组织进行观察、分析,得知堆焊层显微组织特征是树枝状的V8C7分布在FeNi基体上,热影响区组织为细的莱氏体,堆焊层与基体结合良好.通过显微硬度计测试了堆一层的显微硬度为900～1 200,堆两层的HV为700～900,堆焊层数增加,裂纹倾向减少.     

等离子堆焊镍基合金粉末的组织与性能

为了提高核电成套设备的阀体性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪和能谱仪分析了堆焊层的组织形态和成分分布,利用显微硬度计测量了堆焊层的硬度,利用磨损试验机分析了堆焊层的耐磨性.结果表明,堆焊层主要由过共晶组织组成,从熔合线到堆焊表面堆焊层组织依次为平面晶生长区、亚共晶组织区、共晶组织区和过共晶组织区.堆焊层金属相由γ-Ni、CrB、Cr_2B、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6组成,初晶相由硼化物(CrB或Cr_2B)和碳化物(Cr_7C_3或Cr_(23)C_6)组成,而共晶组织主要由富(Ni,Fe)奥氏体固溶体或富Ni奥氏体固溶体组成.堆焊层表面平均硬度达到50 HV以上,约为基体硬度的3~5倍,与母材相比堆焊层的耐磨性约提高了9倍.     

Q235钢表面堆焊310不锈钢的组织与性能

采用MIG焊工艺,在Q235钢试板表面堆焊ER-310(H12Cr26Ni21Si)不锈钢。通过试验得出,当焊接电流为208A,焊接电压为19.2V,摆动宽度为12mm,摆动速度为26mm/s,焊接速度为5mm/s,搭接量为7mm时,获得了成形美观、致密无缺陷的不锈钢堆焊层。对堆焊层的显微组织、化学成分进行了分析,测试了堆焊层的显微硬度及不锈钢堆焊层的耐蚀性。结果表明,堆焊层组织为奥氏体树枝晶和等轴晶;Ni、Cr、Fe是组成堆焊层的主要元素;堆焊层硬度高于基体;堆焊后材料表面的耐腐蚀性能明显提高。     

间歇交变磁场对Fe5堆焊合金组织性能的影响

为了研究外加磁场对堆焊组织性能的影响,在采用等离子弧堆焊铁基合金粉末时加入纵向间歇交变磁场,利用纵向间歇交变磁场控制焊缝熔池中金属液体的流动,改变结晶过程中的热传导及溶质的分配,细化堆焊层金属的组织,并控制堆焊层中硬质相的形态及分布.通过对堆焊层进行硬度、磨损实验以及显微组织分析,得出了间歇交变磁场强度对堆焊层金属硬度和耐磨性的影响规律.实验结果表明,施加磁场比未施加磁场的堆焊层硬度高,耐磨性好;间歇交变磁场电流 I = 3 A时,堆焊层的性能最佳.     

铜基镀镍料浆包渗铬层组织和性能研究

硬度低和耐磨性较差制约了铜在冶金设备领域的应用.为了提高铜金属表面硬度和耐磨性,采用镀镍料浆包渗铬技术对铜表面进行渗铬.制备渗铬层,并对其微观组织、扩散特性及显微硬度和耐磨性进行了研究.结果表明:铜表面经镀镍渗铬处理后,在镍层表面获得50μm的渗铬层,渗层组织为镍铬固溶体相;渗层硬度由外层的345 HV逐渐降低到镍镀层的120 HV和铜基体的70 HV,渗层显微硬度随铬含量的降低而降低.渗铬处理将铜和镍的摩擦系数由原来的0.8和0.6降低到0.45.     

堆焊电流对Fe-Cr-Ti-C堆焊层组织性能的影响

为了分析堆焊电流对堆焊层组织和性能的影响规律,研究在不同堆焊电流下堆焊层的组织构成和耐磨性能,探讨不同堆焊电流对原位合成M₇C₃、TiC陶瓷硬质相的影响规律,采用x-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对堆焊层显微组织进行分析,采用维氏硬度计、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊层的力学性能进行检测.结果表明,在堆焊速度为20 mm/min、堆焊电流为150 A时由马氏体、奥氏体、TiC、M₇C₃和CrFe₇C_0.45构成的堆焊层组织,其抗磨损性能最佳,堆焊层表面的硬度为HRC 65.4,磨损量为1.13 g; 堆焊电流在160 A时,没有形成初生M₇C₃陶瓷硬质相,堆焊层耐磨性能下降.     

TiC型双熔敷极耐磨堆焊接头组织与性能研究

采用原位自生的方法制备了TiC增强型耐磨堆焊熔敷层,对比了双熔敷极焊条电弧焊、传统焊条电弧焊对熔敷层组织和显微硬度的影响。分别在150 A、180 A和210 A焊接电流下进行两种电弧焊焊接,分析表明:焊接接头各区域组织都随焊接电流的增大而粗化,双熔敷极焊条电弧焊所得熔敷层组织比传统焊条电弧焊细;显微硬度随着焊接电流的增加,都呈现先上升后下降的趋势,熔敷层硬度最大值都出现在焊接电流为180 A时。     

磁控状态下Fe90堆焊层显微组织对力学性能的影响

为了研究直流横向磁场对Fe90堆焊层组织和性能的影响,在Fe90自熔堆焊合金的等离子弧堆焊过程中引入直流横向磁场,采用洛氏硬度仪、磨损试验机对不同规范下试样的硬度、耐磨损性进行测试,采用OM及SEM对堆焊层进行显微组织分析,进而揭示外加磁场对堆焊层性能的作用机理.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;当堆焊电流为I=180 A,磁场电流为I_m=3 A时,堆焊层性能取得最佳值,其磨损量为0.4218 g,表面硬度HRC为72.1.外加磁场提高堆焊层性能的主要原因是电弧和熔池在磁场作用下运动状态发生改变,改善了堆焊层组织,使堆焊层的组织由柱状晶转化为等轴晶并细化晶粒,进而提高堆焊层的综合力学性能.     

马氏体不锈钢等离子堆焊铁基合金组织及磨损性能

为了研究马氏体不锈钢的表面性能,采用等离子堆焊技术在Z5CND16-04不锈钢表面制备铁基合金堆焊层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销盘磨损实验机等检测设备,对堆焊层的组织结构、成分、硬度和磨损性能进行了研究.结果表明,铁基合金堆焊层主要由α-Fe、(Fe,Cr,Mo)7C3和(Fe,Cr,Mo)23C6相组成,添加稀土元素后相组成无明显变化.铁基合金堆焊层的硬度和耐磨性均明显高于马氏体不锈钢基材.添加适量的CeO2后,明显细化了堆焊层的显微组织.     

激光堆焊Co基合金与VC混合粉末组织和性能

为了降低激光堆焊层的裂纹敏感性,提高其耐磨性,堆焊过程采用CO₂激光器,将Co基合金与VC的混合粉末堆焊到SM400B低碳钢和SUS304不锈钢母材上,使用OM、XRD、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机对堆焊层的显微组织、硬度和耐磨性进行了研究.结果表明,Co基合金与VC混合粉末堆焊层的显微组织可分为2种类型：亚共晶组织和过共晶组织;堆焊层的耐磨性能和维氏硬度随着VC质量分数的增加而增加;相同堆焊条件下,SUS304母材的裂纹敏感性比SM400B母材的裂纹敏感性低.     

N和Nb对Fe-Cr-C堆焊层组织和性能的影响

为了获得具有良好组织和性能的堆焊层,以传统Fe-Cr-C合金体系为基础,通过调节药芯焊丝配方中铌铁和氮化铁的含量配比,研究了堆焊层中Nb和N元素对堆焊层组织和力学性能的影响.利用扫描电子显微镜和光学显微镜对堆焊层的显微组织进行分析,并采用能谱仪对分析位置的元素种类和元素含量进行标注测量.采用X射线衍射仪对堆焊层的相组成进行测量,同时对堆焊层的硬度及耐磨损性能进行了研究.结果表明:当N元素的质量分数为3%,Nb元素的质量分数为10%时,堆焊层组织由马氏体、残余奥氏体、M_7C_3、NbN等相组成,此时堆焊层硬度达到最高值58.6 HRC,磨损失重达到最低值0.173 g.     

高速列车车体用高强铝合金激光焊接接头研究

对高速列车车体用新型A6N01铝合金进行激光焊接.利用光学显微镜(OM)与显微硬度计对激光焊接接头的显微组织与显微硬度进行观察和测试.结果表明:A6N01铝合金激光焊接接头的熔宽b和熔深h都会随焊接功率P的增大而增大,选择合适的焊接功率能得到成形较好的焊缝.A6N01母材为原始轧制状态组织.A6N01铝合金焊接接头焊缝中心区域为呈等轴晶状的铸态组织,焊缝边缘的熔合区形成了柱状晶组织;焊缝区的显微硬度低于母材和HAZ,焊缝中心显微硬度(HV)最低,约为112,距离焊缝中心0.8 mm区域,焊接接头的显微硬度随距离焊缝中心的增大而快速上升.距离焊缝中心0.8~1.2 mm热影响区的显微硬度比焊缝有显著提高.距离焊缝约1.4 mm时,显微硬度又有所下降,表明距离焊缝中心1.4 mm左右存在软区.     

86CrMoV7支承辊堆焊焊条堆焊工艺及性能的研究

研究了一种用于86CrMoV7钢支承辊修复的耐磨堆焊焊条。工艺试验表明,采用打底焊过渡层的方法可有效防止堆焊时出现裂纹,金相显微分析表明,研制的支承辊堆焊焊条的堆焊合金组织是马氏体基体和少量碳化物,性能测试结果表明,堆焊层的平均硬度在HRC52左右,满足86CrMoV7钢支承辊材料的硬度要求,耐磨性远大于86CrMoV7支承辊材料,是其耐磨性的36倍,可用于支承辊的修复堆焊。     

45钢堆焊金属组织及显微硬度研究

分别采用D237和D207两种堆焊焊条,以焊条电弧焊工艺在基体材料45钢上进行堆焊,对在相同焊接条件下获得的堆焊金属的显微组织和显微硬度进行了分析,并讨论了合金元素对堆焊层显微组织及显微硬度的影响.结果表明:堆焊层金属的显微组织及显微硬度与焊接线能量有关,与焊条的合金成分及含量有关,与其硬质相的类型、性能及分布等有关;合金元素钼、钒对堆焊金属品粒的细化作用效果明显.     

CrMoNbB系免预热耐磨料磨损堆焊焊条的研究

从硬度、金相组织、耐磨性、抗裂性等试验着手,分析堆焊层的显微组织结构,明确其合金化机理及形成条件,进而实现强化机构的量化设计,研制出综合性能优异的CrMoNbB系耐磨堆焊焊条.试验结果表明,堆焊层具有较高塑韧性,焊前不预热,焊后不缓冷,连续堆焊不产生裂纹;堆焊层硬度达到HRC55以上,具有较高的耐磨性,相对耐磨性优于D667焊条.     

高能脉冲冷焊Fe基合金改性层的组织及性能

为了进一步提高核泵用钢的耐磨性能及抗空蚀性能,采用高能脉冲冷焊技术在304不锈钢表面制备了Fe基合金改性层.利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对改性层的显微组织和相结构进行了分析,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机及超声波振荡空蚀仪分别对改性层的显微硬度、耐磨性与抗空蚀性能进行了研究.结果表明,改性层组织细密,且主要由基体相α-Fe和硬质碳化物相Cr_(23)C_6和Cr_7C_3组成,改性层的最高显微硬度可达510 HV,相对耐磨性为3.88.空蚀5 h后,改性层的失重量和表面粗糙度分别约为304不锈钢基材的1/5和1/6.     

堆焊过程中横向磁场对镍基高温合金组织和性能的影响

在镍基高温合金等离子弧堆焊过程中引入横向交流磁场,利用磁场的作用来提高堆焊层的性能。在堆焊过程中,调节磁场参数和焊接工艺规范,并对不同参数下的堆焊层进行硬度试验、磨损试验以及显微组织进行分析,结果发现适当磁场参数产生的电磁搅拌不仅可以细化堆焊层金属的组织,而且可以控制堆焊层中硬质相的数量及分布形态;从而改善堆焊层金属的硬度和耐磨性。此外,电磁搅拌还能减小堆焊层化学成分不均匀性,提高堆焊层的塑性和韧性,降低结晶裂纹和气孔的敏感性,提高堆焊层金属的综合力学性能,全面改善堆焊层的质量。     

Cr12钢常压等离子束表面淬火研究

研究了不同扫描电流条件下，Cr12钢经等离子束扫描后硬化层的深度、显微组织及显微硬度。试验结果表明，Cr12钢经等离子束扫描后，表面得到隐针马氏体组织，起到了淬火硬化及细晶强化作用；硬化层深度随扫描电流而变化，大约为0．40—0．60mm，显微硬度可达600HV左右。     

药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B合金组织及耐磨性

为了提高堆焊合金的耐磨性,利用明弧堆焊方法将自保护耐磨堆焊药芯焊丝熔覆在Q235基体金属表面,制备得到Fe-Cr-C-B耐磨堆焊合金.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和磨料磨损试验机对堆焊层的组织、硬度和耐磨性进行了分析.结果表明,堆焊层主要由马氏体、少量残余奥氏体、M_3(C,B)、M_(23)(C,B)6和M_7(C,B)3相组成.随着B质量分数的增大,基体组织转变为马氏体,共晶硬质相增多,并呈连续网状分布在基体组织周围.当B的质量分数为3%时,堆焊层的耐磨性达到最佳,其硬度为61. 5 HRC,磨损量为0. 362 9 g.