超高硬度堆焊材料的硬度及耐磨性

通过在堆敷合金系统中添加多种强碳化物形成元素，在焊接热循环作用下或随后的回火过程中以弥散碳化物形式析出。弥散碳化物的析出既可以在强化堆敷金属的同时，提高堆敷层抗磨损的能力，又可以降低基体组织中的碳含量，增加基体的韧性。利用上述思想，以C、Cr、Mo、W、V作为基础合金系统，采用二次旋转回归设计方法设计试验方案，建立了超高硬度堆敷金属的硬度、耐磨性与合金元素间的数学模型，并研究了药芯焊丝中合金元素对堆敷金属硬度及耐磨性的定量影响规律。     

焊条电弧焊堆焊金属组织及其性能分析

采用CHR172堆焊焊条,以焊条电弧焊工艺在基体材料45钢上进行了堆焊.分析了不同焊接条件下获得的热影响区与堆焊层熔敷金属的显微组织和显微硬度,讨论了焊接热输入、合金元素对堆焊层熔敷金属显微组织及显微硬度的影响.研究结果表明,堆焊层金属的显微组织和显微硬度不但与焊接热输入的大小有关,而且与采用堆焊焊条中的合金成分及含量、形成的硬质颗粒的类型、硬质颗粒与基体组织结合性能以及硬质颗粒的分布等有关.     

冷轧工作辊堆焊修复气保护药芯焊丝的研制

针对用于堆焊修复冷轧工作辊的气保护药芯焊丝进行了研究。试验结果表明,该试验焊丝熔敷金属的C含量为0.69%时,堆焊层硬度达到最高;熔敷金属中Cr,Mo,W,V四种元素的总量在6%～10%且(Cr+V)/(Mo+W)=1～1.4时,堆焊层抗摩擦磨损性能较优;焊丝(RE+Ti)的添加量在2%时,冶金变质作用最强,晶粒细化效果明显,韧性较优。研制的焊丝堆焊工艺性能优良,经580 ℃回火时,析出强化作用与基体的弱化达到平衡,堆敷金属硬度达到最高,满足冷轧辊现场修复工况和使用要求。     

高硬度高韧性耐磨堆焊焊条的研究

介绍了新研制的耐磨堆焊焊条中各种合金元素的合理匹配及复合变质剂的作用，检测了其堆敷金属的硬度，抗裂性能和金相组织，结果表明，其堆焊层的ＨＲＣ值高达５９左右时，保持了良好的韧性。     

时效硬化工具合金TIG金属粉芯焊丝堆焊金属硬度和红硬性

通过改变熔敷金属中Co元素的含量、焊后热处理工艺和堆焊层数 ,对时效硬化工具合金TIG金属粉芯焊丝堆焊金属的硬度、红硬性和时效硬化机理进行了研究。研究结果表明 :Co元素含量和焊后热处理工艺对堆焊金属的硬度和红硬性有显著影响 ;当采用 5 6 0℃× 2 .5h时效处理可使堆焊金属获得最佳时效效果 ;随Co含量增加 ,堆焊金属的硬度和红硬性增加 ,最高硬度可达 70 .2HRC ,经 6 5 0℃加热 6h后的硬度仍能保持在 6 0HRC以上     

Fe-Cr-C系药芯焊丝耐磨堆焊层的组织和性能

在Fe-Cr-C系药芯焊丝药芯中添加多种强碳化物形成元素,研究了堆敷金属的显微组织、耐磨性和抗氧化性.结果表明,堆焊层金属中大量呈针状和片状的细小碳化物均匀分布在共晶组织和马氏体基体上,改善堆焊金属的韧性,提高了抗裂性;焊缝金属的硬度为61.7HRC,耐磨性好,其相对耐磨性是市售某药芯焊丝堆焊层金属的3.75倍;堆焊层金属高温稳定性好,抗氧化能力强;焊丝适用于高温低应力磨料磨损环境.     

D227、D237焊条堆焊金属组织及显微硬度研究

分别采用D227和D237两种堆焊焊条,在45号钢基体上进行了焊条电弧焊堆焊试验.分析了在相同焊接条件下获得的堆焊层金属的显微组织和显微硬度,讨论了合金元素对堆焊层金属显微组织及显微硬度的影响.研究表明,堆焊金属与基体金属具有良好的冶金结合,第一层堆焊金属受基体金属的稀释程度影响明显,界面处金属过渡层的宽度因焊条种类的不同而异;各层堆焊金属中合金元素Cr、Mo、V含量随堆焊层数的增加而提高,堆焊金属的显微组织及显微硬度与堆焊焊条合金元素的含量有关,与其硬质相的类型、性能及分布等有关.     

Co元素对时效硬化工具合金TIG堆焊金属粉芯焊丝堆焊层硬度及红硬性的影响

通过调整焊丝熔敷金属中Co元素的含量，研究了Co对所研制焊丝堆焊层硬度和红硬性的影响。研究表明，Co元素具有很强的时效硬化作用，对堆焊层金属的硬度和红硬性有重要的影响。随着熔敷金属中Co含量的增加，硬度和红硬性显著提高。     

冷堆焊高硬度耐磨复合合金

运用正交试验法,试验测定了不同成分的熔炼焊剂与不同合金含量的陶质焊剂复合堆焊时,堆敷金属的主要成分、含量及渣系对堆焊层硬度与韧性的影响规律,探讨了其中各种合金元素的合适含量及比例、复合变质剂和活性剂的含量及影响、渣系的合理调整等,找出了陶质焊剂的最佳配方及合适的熔炼焊剂,并检测了其堆敷金属的硬度、耐磨性能、抗裂性能和金相组织,最终研制出了一种冷焊不裂、抗磨损性能不减、焊层硬度达ＨＲＣ６０的高硬度、     

合金元素过渡及对堆焊金属硬度的影响

为明确不同合金元素在堆焊金属中的作用,设计了12种碱性药皮堆焊焊条,利用光电直读光谱仪、洛氏硬度计对堆焊金属的成分及硬度进行了测试,分析了C、Ti、Nb、V的合金过渡特点及其对堆焊金属硬度的影响规律.结果表明:C元素过渡波动较大,Nb、V过渡较稳定,各种元素的过渡相互影响;C、V固溶强化作用大,能够提高堆焊金属硬度,而Ti、Nb主要形成碳化物,含量过多时会减弱碳的固溶强化作用,使硬度降低.     

外加磁场对碳弧堆焊层组织及性能的影响

采用碳弧堆焊方法对Cr-B-Ni-V系铁基合金堆焊时加入直流横向磁场,来细化堆焊层金属的组织,控制硬质相的形态及分布.通过对堆焊层进行硬度、磨损试验和显微组织的分析,得出了磁场强度对堆焊层金属的硬度和耐磨性的影响规律.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;磁场参数与堆焊工艺参数相匹配时,堆焊层的性能达到最佳,即磁场电流3 A,堆焊电流180 A,堆焊速度12 cm/min时,堆焊层硬度最高,耐磨性最好,此时堆焊层中硬质相细小、分布均匀,且呈"六角形",方向一致.     

新型高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝

研究了一种新型高铬铸铁堆焊药芯焊丝，分析了焊丝的脱渣性、抗裂性、耐磨性、硬度和金相组织。实验结果表明，该焊丝采用普通埋弧焊机，不需加入任何保护气体和焊剂能顺利进行堆焊，简化了操作过程，综合成本低；脱渣性好、熔敷速度快；不预热时连续堆焊也不出现裂纹，抗裂性良好；单道单层堆焊后室温硬度为48HRC左右，切削加工性能好；耐磨性为某硬度基本相同的高铬铸铁药芯焊丝耐磨性的1．27倍。     

低碳Fe基Nb-Ti-V微合金化堆焊层的显微组织与性能

针对焊接快速成形耐磨功能零部件的需求,采用Nb-Ti-V微合金化的方法制备了一种低碳Fe基金属芯焊丝作为焊接成形材料,采用基于熔化极气体保护焊的焊接快速成形技术制备堆焊层试样,对其显微组织和性能进行了研究.显微组织分析表明:堆焊层金属无气孔和裂纹缺陷,主要组织是铁素体和板条马氏体,沿堆积高度方向上,马氏体的板条由粗大变为细小.堆焊层的硬度测试表明:显微硬度平均值为422.7 HV,具有一定的机加工性.干摩擦磨损试验表明:堆焊层的耐磨性是45钢的2.41倍.     

化学成分对铁-铬-碳系堆焊材料抗磨蚀性能的影响

为解决水轮机在含沙水中的快速破坏,对铁-铬-碳系堆焊材料进行了研究,并在自行设计、制造的沙水旋流磨蚀试验机上进行了评定堆焊材料的抗磨蚀性能试验。试验结果表明,材料的抗磨蚀性能主要决定于初生析出相碳化铬的含量。随着碳、铬含量的降低,初生析出相由硬度高于共晶的碳化铬变为硬度低于共晶的合金固溶体,从而降低了堆焊层的硬度与抗磨蚀性能。含碳量进一步降低,堆焊层组织中的共晶将减少,固溶体相将相应增加,这样堆焊层的硬度与抗磨蚀性就会进一步降低。硼能提高高碳高铬白口铁焊条堆焊层的抗磨蚀性。硼对13%铬钢焊条堆焊层的抗磨蚀性的影响比对高碳高铬白口铁焊条更加明显。随着含硼量的增加,13%铬钢焊条堆焊层的硬度与抗磨蚀性基本成直线增长。     

铸铁喷焊组织及力学性能研究

为了解决铸铁焊补中焊缝处存在白口、淬硬组织以及裂纹等问题,采用氧乙炔火焰喷枪喷焊自熔性合金粉末F101和Ni60焊接球墨铸铁和用铸铁焊条Z308电弧冷焊球墨铸铁,并对试样进行抗拉强度、硬度测试和金相组织观察。结果表明:用铸铁焊条电弧冷焊后焊缝有白口、淬硬组织及裂纹;用Ni60合金粉末喷焊后熔合区硬度出现突变,硬度高达701HV,与母材硬度值差别很大,用F101合金粉末喷焊后热影响区及焊缝处硬度值与母材差别不大;金相组织观察表明焊缝与母材除了机械结合外,还有冶金结合。喷焊的焊缝无裂纹,且结合强度高于铸铁焊条的焊缝。     

钴对马氏体时效不锈钢模具堆焊焊丝堆焊层性能的影响

针对我国热作模具堆焊修复材料的缺乏和性能的不足,开展了马氏体时效不锈钢热作模具CO2气体保护焊金属粉芯堆焊焊丝的研究工作。通过改变Co元素的含量,研究了Co元素对所研制焊丝堆焊合金的硬度、时效行为、红硬性、显微组织和时效析出相的影响。结果表明,Co元素有利于焊后堆焊合金由奥氏体向马氏体转变,当w(Co)≥2%时堆焊合金为全马氏体组织;随着堆焊合金中Co元素含量增加,堆焊层的焊态硬度、时效态硬度和红硬性提高。     

磁场参数对堆焊层组织性能的影响

对低碳钢表面进行Fe5,Fe3和钴基合金粉末等离子弧堆焊时外加纵向直流磁场,研究了电磁搅拌对堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、宏观硬度检验等手段对试样进行测试分析,系统地分析了磁场强度对三种合金堆焊层硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,在适当的磁场参数作用下,堆焊层金属可以获得最佳的细化效果,从而改善堆焊层金属的硬度和耐磨性;而且在堆焊不同的合金粉末时,发现最佳电磁搅拌作用下的磁场强度大小趋于定值.     

一种性能优良的堆焊药芯焊丝

研究了一种堆焊药芯焊丝。按通常工序制造与修复轧辊等设备。具有机加工性能好，硬度高，耐磨性好的特点，并能克服焊道之间的软化现象。使堆焊表面硬度较为均匀，对耐磨件，如精轧辊的堆焊具有重要意义。     

电磁搅拌对堆焊层金属组织及性能的影响

对低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加间歇交变纵向磁场,研究了电磁搅拌对堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等手段对试样进行测试分析.研究发现,随着磁场参数的增强,堆焊层中硬质相的数目随之增加,且均匀分布于堆焊层的表面,堆焊层金属的耐磨性也随之增强;当磁场电流为3 A,磁场频率为10Hz时,堆焊层金属的性能达到最佳状态.结果表明,在适当的电磁参数作用下,堆焊层金属才能获得最佳的细化效果;而且电磁搅拌可以控制堆焊层表面中硬质相的形态,使其由长条状和六方块状的混合形态逐渐转变为较规则、均匀的六方块状,从而进一步提高堆焊层金属的硬度和耐磨性.