硬质合金/高铬铸铁基复合材料的界面特性及磨损性能研究

以WC-Co硬质合金棒为增强体,采用消失模镶铸工艺制备了硬质合金/高铬铸铁基表层耐磨复合材料,并对其界面微观组织和三体磨料磨损性能进行了研究.通过对界面微观组织的观察发现,由于硬质合金表层的熔解和W、C、Co、Fe、Cr等合金元素的扩散,硬质合金与高铬铸铁界面出现了厚度约为800μm的过渡层,在过渡层中生成了含有W、Co、Fe和Cr元素的碳化物,确保了增强体和基体之间为良好的冶金结合.三体磨料磨损试验结果表明,复合材料的耐磨性是高铬铸铁(热处理态和铸态)的6～8倍,这是因为增强体的高硬度及其与基体间的良好冶金结合,使得复合材料在磨损过程中,增强体对基体起到了有效的保护作用,从而表现出优异的耐磨性能.     

离心铸造碳钢-高铬铸铁复合管有限元模拟研究

采用离心铸造的碳钢--高铬铸铁复合管界面达到了冶金结合.利用ANSYS有限元软件对复合管凝固过程外层及内外层温度场进行了模拟与分析.模拟结果表明:离心浇注外层20钢大约9 s后,铸件最低温度为1430℃,已经低于20钢固相线温度1490℃,由此可见,浇注间隔时间为9s时,可形成规则稳定的过渡层.当外层20钢的温度降至1350℃时,浇注高铬铸铁,大约30 s后,内层的温度已降至1257℃,低于高铬铸铁固相线温度,此时,内层熔体已经完全凝固.     

钢/铁双金属复合材料的离心铸造工艺及界面控制

利用复合离心铸造工艺制备了碳钢／高铬铸铁双金属复合材料钻井泵缸套，确定了复合离心铸造的工艺参数，设计了阶梯升温的热处理工艺，并对内套材料的组织和性能进行了测试．研究表明：所设计的17CrMoCu高铬铸铁内套材料的耐磨性明显优于原工艺所用的18Cr高铬铸铁；选择合理的参数（铸型转速、金属液浇注温度、2种金属液浇注时间间隔）以及加入防氧化剂，可使碳钢与17CrMoCu达到牢固的冶金结合，且内、外套之间没有出现裂纹、气孔、夹杂等缺陷；采用阶梯升温的热处理工艺，可以避免双金属缸套在热处理时出现裂纹等缺陷．     

宽带激光熔覆铸造WCp /Ni基合金复合涂层结合界面组织特征

研究了宽带激光熔覆铸造WCp /Ni基合金复合涂层结合界面组织特征。结果表明结合界面微区组织特征为细小的共晶体组织、过渡层组织以及白亮带组织。白亮带及过渡层中主要含有Fe ,Cr,Ni,Si等元素。白亮带主要是单相的γ - (Fe ,Cr ,Ni,Si)固溶体组织。从熔覆区→过渡层→白亮带的平均显微硬度值呈梯度分布。复合涂层结合界面主要元素、微观组织结构和显微硬度呈梯度分布的特征 ,提高了涂层与基材之间的匹配性 ,缓解应力集中 ,避免裂纹形成 ,实现了基材与涂层良好的冶金结合。     

宽带激光熔覆铸造ＷＣp／Ni基合金复合涂层结合界面组织特征

研究了宽带激光熔覆铸造ＷＣp/Ｎｉ基合金复合涂层结合界面组织特征。结果表明结合界面微区组织特征为细小的共晶体组织、过渡层组织以及白亮带组织。白亮带及过渡层中主要含有Fe,Cr,Ni,Si等元素。白亮带主要是单相的γ－(Fe,Cr,Ni,Si)固溶体组织。从熔覆区→过渡层→白亮带的平均显微硬度值呈梯度分布。复合涂层结合界面主要元素、微观组织结构和显微硬度呈梯度分布的特征,提高了涂层与基材之间的匹配性,缓解应力集中,避免裂纹形成,实现了基材与涂层良好的冶金结合。     

热处理对高铬铸铁组织和性能的影响

研究了不同热处理状态下高铬白口铸铁显微组织,探讨了热处理对高铬铸铁冲击韧性和硬度的影响,并确定了组织与性能的相关性。分别采用金相显微镜观察热处理后高铬铸铁显微组织,洛氏硬度计测定高铬铸铁的硬度,冲击试验机测定冲击韧性。结果表明：高铬铸铁随着淬火温度的升高,硬度先升后降,冲击韧性则相反。在1 000℃淬火空冷,并在400℃回火时,材料可以获得良好的综合力学性能。     

加筋复合白口铸铁界面的结合强度

研究了在白口铸铁工件中埋入一定数量的钢筋制成加筋式复合白口铸铁的界面结合强度及其影响因素，实验表明，钢筋表面除锈后再经过３种防锈处理都能提高加筋复合白口铸铁的界面结合强度，但效果相差不大，正交试验结果表明，在镶铸工艺因素中，液固体积比（白口铁铁水体积；埋入钢筋的体积）对界面结合强度影响最大，浇注温度和钢筋预热温度也有显著的影响。     

等离子束冶金复合材料研究与应用

研究了用等离子束冶金法制备复合材料的方法，成功制备了低碳低合金钢与高合金钢的复合材料。该复合材料界面呈冶金结合，性能匹配良好，发挥了各自的使用性能与工艺性能优势。在采煤机截齿上应用该复合材料，简化了热处理工序，降低了生产成本，各项性能指标明显超过行业技术标准。     

高铬合金铸铁化学成分的优化分析

通过分析对合金铸铁化学成分的添加及量的控制,改善高铬铸铁共晶碳化物的数量、形态和分布;通过稀土、钒、钛的微量加入及复合变质处理使高铬铸铁组织细化,并进一步改善碳化物形态,获得硬度、耐磨性和韧性的良好配合。     

硬质合金颗粒增强铁基复合材料的三体磨料磨损性能

以回收的钨钴钛类硬质合金为增强颗粒,采用负压铸渗工艺制备了颗粒增强高铬铸铁基复合材料,并借助于金相分析和X射线衍射等手段研究了复合材料的微观界面.由于铸渗过程中增强颗粒的部分熔解及W、C、Co和Fe等元素的扩散,在界面处产生了Fe3 W3C、CO3W3C等化合物,形成了明显的过渡层,从而确保了增强颗粒与基体之间为冶金结合.利用三体磨料磨损试验机研究了复合材料的磨损性能,结果表明:磨损过程分为4个阶段,复合材料的体积磨损量随着磨损试验的进行先下降后上升,其中在第3阶段迭到最低值;复合材料的体积磨损量随着磨料粒度增大而逐渐增加.将制备的复合材料同工程中常用的热处理态高铬铸铁以及WC颗粒增强高铬铸铁基复合材料进行了耐磨性对比,发现其体积磨损量显著低于高铬铸铁,而与WC颗粒增强高铬铸铁基复合材料差别不大,显示出优异的性能价格比.     

高碳高铬钢/含铬灰铸铁离心复合界面的研究

通过正交设计实验优化得到了高碳高铬钢、含铬灰铸铁的最优成分;采用卧式悬臂离心实验机对高碳高铬钢/含铬灰铸铁进行离心复合·在复合成功的基础上,利用金相显微镜对不同实验条件下的复合界面进行了对比、分析·结果表明:经离心复合铸造,高碳高铬钢/含铬灰铸铁复合界面为结合紧密的复合层;复合试样经1080℃保温1h,水淬+500℃回火1h处理后,复合界面碳化物扩散更充分,但对复合界面宽度没有影响;浇注温度提高,复合界面宽度增加,当高碳高铬钢液浇注温度由1460℃提高到1480℃时,复合界面宽度增加了100μm·     

高铬铸铁可锻性及锻造过程对机械性能的影响

本文通过高铬铸铁热塑性变形试验,得知在850℃～1100℃奥氏体化温度范围内,高铬铸铁具有良好的塑性变形能力。经热变形后,其大块共晶碳化物被破碎,并在基体中均匀分布,减少或消除了铸造缺陷,提高了机械性能,尤其是冲击韧性的提高更为明显。文中还提出,经等温淬火后,可获得良好的综合机械性能。     

影响镶铸截齿工作性能的因素

截齿是采煤机工作时的重要零部件,它不但要有高的耐磨性,而且要有很高的抗冲击性能.镶铸复合金属材料截齿是将铬系耐磨合金与抗冲击性能好的低合金钢利用镶铸工艺一次浇铸成型,两金属复合界面在高温液态金属作用下形成冶金结合层,铬系耐磨合金与低合金钢组成的镶铸复合金属材料截齿在工作时两金属不分离,从而提高镶铸复合金属材料截齿的使用寿命.     

影响镶铸复合金属材料工作性能的因素

研究的是将耐磨材料白口铸铁与抗冲击材料铸钢采用镶铸工艺连为一体,使两种金属产生冶金结合或部分冶金结合.根据工件的工作特性及尺寸结构,确定金属材料的成分、尺寸结构.经研究试验,影响镶铸复合金属材料质量有以下几个因素:两种金属材料的润湿性能、浇注温度以及合金块尺寸结构的设计.     

偶氮氯膦-mk测定高铬铸铁中铈组稀土

应用偶氮氯膦－ｍｋ为显色剂,在ＨＣｌＯ４介质中,以Ｈ３ＰＯ４－Ｈ２Ｃ２Ｏ４作掩蔽剂,直接测定高铬铸铁中铈组稀土．结果表明,方法适用于高铬铸铁、球墨铸铁和低合金钢中铈组稀土元素的测定．     

合金成分对湿式磨机衬板钢组织与性能的影响

冶金矿山湿式磨机衬板,使用工矿条件恶劣,既受腐蚀又受冲击和磨损。目前常用衬板材质高锰钢韧性有余(ak≥147J/cm2),硬度HB179～229、耐磨、耐腐蚀性不足;低合金钢韧性与耐蚀性不够;高铬铸铁耐磨性好,但韧性不足。文章研究了合金成分对低碳高合金钢组织及力学性能的影响,结果表明,合理选择合金成分及热处理工艺,可以得到单相马氏体组织,硬度达到HRC48～51,冲击韧性ak≥50J/cm2,完全满足矿山湿式磨机衬板力学性能要求。     

稀土硅铁对高铬白口铸铁组织及性能的影响

为了解决高铬白口铸铁的脆性会严重降低其使用寿命问题,因此降低高铬白口铸铁的冲击脆性提高其韧性具有重要的现实意义.通过对大量实验数据的分析,研究高铬白口铸铁采用不同量稀土硅铁合金变质处理后,高铬白口铸铁组织和性能的变化.实验结果表明适量稀土硅铁使高铬铸铁组织细化,碳化物形态改善,适当的稀土硅铁可获得韧性和耐磨性的良好配合,延长高铬白口铸铁的使用寿命.     

低合金钢渗镀复合处理层的摩擦学性能

为了进一步提高低合金钢表面硬度、改善其耐磨性能，利用等离子体渗氮和物理气象沉积TiN硬质膜技术在SCM415低合金钢表面形成渗镀复合处理强化层．表面Hv可达到2000，并且有良好的硬度梯度．利用金相、X射线衍射以及原子力显微镜研究复合处理层的微观组织和相结构，结果表明：TiN硬质膜与离子渗氮形成的化合物之间有非常好的界面结合，在干摩擦条件下磨损性能较低合金钢渗碳淬火、离子渗氮样品有显著改善     

渣浆泵过流件用高铬铸铁材料特性分析与选择

基于定量金相分析和Thermo-Calc软件的热力学平衡相计算,研究了渣浆泵过流件用高铬铸铁中碳化物数量和基体铬含量与铸铁中碳、铬含量之间的定量关系,在此基础上阐明了各类高铬铸铁的主要特性及适用范围。结果表明,在不同工矿条件下渣浆泵过流件最佳使用效果可通过高铬铸铁中碳和铬含量的调整来实现,高铬铸铁中较高的碳含量有利于改善其耐磨性能,而高铬低碳配置有助于获得具有良好耐腐蚀性能的不锈钢基体。Thermo-Calc软件预测结果与定量金相分析结果基本上相符,可作为各类高铬铸铁材料特性分析及选用的工具。     

高铬白口铸铁的热处理工艺

为了提高高铬白口铸铁的耐磨性和韧性,对实验用的高铬铸铁材料采用不同的热处理工艺,改变高铬铸铁的组织,即改变碳化物的多少和基本类型,通过对不同的热处理的试样的机械性能进行检测以及对其内部金相显微组织的观测来进行定量和定性分析,得出最佳的淬火和回火工艺温度(淬火1000℃+400℃回火),提高了其机械性能,为其在铸铁领域的应用提供了依据.