Cr3C2颗粒增强型堆焊合金组织与性能分析

对加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织和性能进行了分析。添加Cr3C2的自保护药芯焊丝堆焊工艺性能良好,堆焊表面少飞溅,无裂纹气孔。通过对比实验研究发现,加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织细小,高温冲击韧性明显优于WC颗粒增强型药芯焊丝,合金组织中既有颗粒增强型药芯焊丝堆焊产生的颗粒增强相,又有高铬铸铁型药芯焊丝堆焊产生的高硬度初生碳化物,双重强化机制使堆焊层显微硬度达到含Nb高铬铸铁堆焊层的水平,平均硬度60 HRC以上。     

热处理对Fe-Mo-Cr-B堆焊合金组织的影响

以Mo、B、Cr、Ni、C及Fe粉末为药芯,低碳冷轧H08A钢为外皮,采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备FeMo-Cr-B堆焊合金,并分别对堆焊试样进行淬火与退火处理。结合光学显微镜、SEM、EDS、XRD及硬度测试等手段,研究热处理前后堆焊层组织、物相、成分及硬度变化。结果表明,Fe-Mo-Cr-B堆焊合金组织由α-Fe、Mo2FeB2、(Fe,Cr)2B及少量(Fe,Cr)_(23)(B,C)_6组成;堆焊试样在经950℃保温30min淬火或退火处理后,网状硼化物共晶组织消失,其物相组成为α-Fe和颗粒Mo2FeB2,且退火试样中Mo2FeB2数量较多;热处理后试样堆焊层硬度分布较为均匀,硬度显著提高,且其与基体结合界面过渡层的厚度增加。     

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+M1C3,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HVl783,侧面为HVll27: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.     

梯度M_7C_3增强铁基堆焊涂层显微结构与耐磨性研究

采用电弧堆焊工艺在Q235钢板表面制备了不同成分的M_7C_3增强铁基堆焊涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对M7C3增强铁基堆焊涂层的物相和微观结构进行表征,并通过"绝热法"和定量金相方法对堆焊涂层中组成相进行定量统计。采用显微硬度计和纳米压痕仪对堆焊涂层的硬度梯度和微观硬度进行测试,采用自制磨粒磨损试验机和冲蚀磨损试验机对堆焊涂层的耐磨性进行评价。结果表明,M7C3增强铁基堆焊涂层显微组织主要由初生(Cr,Fe)7C3碳化物和共晶(Cr,Fe)_7C_3/γ-Fe+α-Fe基体组成。随堆焊涂层中碳含量上升,初生碳化物尺寸增大、体积占比增加、稀释区厚度降低。与此同时,堆焊涂层抵抗低应力磨粒磨损的耐磨性逐渐增强,抵抗高应力冲蚀磨损的耐磨性逐渐变差。碳化物分布及其与基体的匹配是决定涂层耐磨性的重要因素。涂层中六棱棒状结构的初生(Cr,Fe)7C3碳化物硬度为21.4±0.3GPa,而断续网状结构的共晶(Cr,Fe)_7C_3碳化物硬度为18.8±0.3 GPa。     

堆焊Mo-Cr-Fe-B合金覆层的组织及性能研究

采用自制Mo-Cr-Fe-B系药芯焊丝通过堆焊法在Q235钢基体表面制备覆层。借助光学显微镜、SEM、XRD、EDS、显微硬度计、磨损试验机等对覆层及结合界面的组织结构、物相、硬度分布及耐磨性进行了表征与分析,并研究了覆层堆焊成型的反应过程。结果表明,覆层主要由Mo_2FeB_2、M_3B_2(M:Mo、Cr、Fe)、Fe_2B、Fe(Cr、Mo)等相组成,覆层与钢基体结合良好,在覆层-钢基体界面结合处有元素的扩散,覆层硬度最高可达980HV0.5且耐磨性良好。     

反应等离子熔覆(Cr,Fe)7C3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层的耐磨性

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,采用反应等离子熔覆技术,在45#钢表面制得以原位生成初生相(Cr,Fe)7C3为增强相的新型陶瓷复合材料涂层.利用SEM,XRD,EDS和显微硬度计等分析了涂层的显微组织和硬度,分别在室温干滑动磨损及高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性,并讨论了其磨损机理.结果表明,涂层组织包括(Cr,Fe)7C3增强相和γ-Fe固溶体与少量(Cr,Fe)7C3构成的共晶,该涂层在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性.     

载气吹送WC制备Fe-Cr-C堆焊层中增强颗粒的微观表征

通过载气吹送颗粒的方法,在堆焊过共晶Fe-Cr-C合金的同时,在该合金中浸润WC陶瓷强化相。通过场发射扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计,对铁基增强WC颗粒堆焊层的显微组织、相变规律、WC颗粒在Fe-CrC合金的熔解相转变机制以及各相的微观硬度进行测试分析。结果表明,采用堆焊同时载气吹送WC颗粒浸润堆焊层的新工艺,可以制备出含WC增强相的过共晶Fe-Cr-C堆焊合金。WC增强相与Fe-Cr-C堆焊层结合性能良好,WC颗粒表面发生了熔解扩散,形成了Fe3W3C和Fe6W6C两种η碳化物。含WC增强颗粒的过共晶Fe-Cr-C堆焊合金中,未熔WC颗粒的显微硬度为1 480HV,高于过共晶组织中初生Cr7C3的硬度1 322HV。WC增强相有利于提高过共晶Fe-Cr-C堆焊合金的耐磨性。     

TIG电弧制备碳化钨熔覆层组织及性能的研究

铁基材料目前已广泛应用在海洋石油开采、先进武器制造等领域,针对其耐磨性差的问题,采用自主研制的药芯焊丝和钨极氩弧焊(TIG)制备含有碳化钨颗粒的熔覆层,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析熔覆层的显微组织,通过硬度测试和磨损实验研究熔覆层的力学性能.实验结果表明,通过TIG和药芯焊丝的方式可以制备碳化钨分布均匀的熔覆层.熔覆层中的碳化钨颗粒分为未溶解或少量溶解、部分溶解和完全溶解3种状态,对应的显微硬度分别为2 474.7 HV_(0.1)、1 456 HV_(0.1)和735 HV_(0.1),熔覆层基体的平均硬度为616.6 HV_(0.1).未溶解和部分溶解的碳化钨颗粒与基体之间发生元素扩散,碳和钨元素由碳化钨颗粒内部向基体中扩散,铁元素由基体向碳化钨颗粒中扩散,使得碳化钨与基体之间形成冶金结合,基体对碳化钨颗粒起到良好的支撑作用,碳化钨则保护基体免受摩擦副的作用,从而提升熔覆层的耐磨性.完全溶解的碳化钨通过其与基体凝固时形成硬度较高的铸态组织来提升基体的耐磨性能.在与GCr15钢轮对磨的情况下,加载50 N的力,实验1 h,熔覆层的磨痕宽度为2.5 mm,磨损体积为0.4 mm~3,仅为母材的1/50.     

连铸辊堆焊药芯焊丝的研究

以Crl3-Mo-Ni-V为合金系，研制出连铸辊堆焊药芯焊丝1Cr13Ni20MoV，并进行一系列性能对比试验，结果表明，1Cr13NiMoV焊丝堆焊金属硬度适中，组织均匀，抗氧化性能和抗热疲劳性能较高，堆焊后轧辊性能优异，使用寿命显著提高，研究发现，堆焊金属抗氧化性，抗热疲劳及耐磨性之间存在着密切关系，提高抗氧化性能，可使堆焊金属抗热疲劳裂纹启裂能力增强，并在很大程度上抑制热疲劳裂纹的扩展，同时可减缓堆焊金属的磨损。     

CaF_2-CaO-Al_2O_3型电渣堆焊高铬铸铁烧结焊剂

研制出一种CaF_2-CaO-Al_2O_3型高铬铸铁电渣堆焊烧结焊剂,采用渣池稳定性、堆焊缺陷和脱渣性作为焊剂的工艺性能的评价指标.研究结果表明:当焊剂中CaO和Al_2O_3质量分数比例为1∶1,CaF_2质量分数为40%时,液态渣池电导率为3.304 5Ω~(-1)·cm~(-1),黏度为0.083Pa·s,表面张力为338.456N/m;电渣堆焊过程稳定,堆焊层成形良好,渣皮易脱落.所研制的焊剂与高铬铸铁焊丝匹配进行电渣堆焊,焊丝中合金元素Cr和C的过渡率分别达到91%和83%,堆焊层为初晶奥氏体+共晶组织组成的亚共晶高铬铸铁组织,硬度为50.9±1.5HRC,焊剂能够满足高铬铸铁电渣堆焊使用要求.