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。     

高铬不锈钢堆焊合金的超细化显微组织及耐磨性

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含1.25%～1.75%C,15%～25%Cr,1.5%～1.8%V,2%～3%W和0.6%～1.0%B(质量分数)的高铬不锈钢合金,借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等分析手段,研究其显微组织、表面形貌及成分分布,考察碳化钨及碳含量对高铬堆焊合金硬度和耐磨性的影响.研究结果表明,高铬堆焊合金的显微组织由α-Fe+(Cr,Fe)23C6+(Cr,Fe)7C3+WC+TiB2等组成,其中,碳化钨颗粒从药芯焊丝过渡到堆焊合金前未完全熔化,阻碍晶粒长大,并使其粒度为5～10 μm,因而,工件无预热且焊后不保温缓冷,堆焊合金没有开裂;耐磨粒磨损试验结果表明,高铬不锈钢堆焊合金的相对磨损系数为实芯焊丝H25Cr3Mo2MnV堆焊合金的5～18倍,耐磨性能好;弥散分布的碳化物颗粒强化α-Fe基体,使磨粒锲入受阻,耐磨性增强.     

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.     

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。     

新型明弧硬面药芯焊丝研制

研制出了新型明弧硬面药芯焊丝 ,堆焊层的显微组织为马氏体加少量残余奥氏体 ,在马氏体上弥散分布着细小的碳化物、氮化物和碳氮化物质点 .试验结果表明 :新型明弧硬面药芯焊丝堆焊层的结合强度高 ,有良好的耐磨性能、抗疲劳裂纹和剥落性能 .堆焊层的硬度为 5 1～ 5 3HRC ,堆焊层硬度不均匀性为± 1.5HRC     

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.     

新型碳氮合金化自保护硬面药芯焊丝

研制了一种碳氮合金化自保护硬面药芯焊丝,探讨了碳氮合金化硬面药芯焊丝堆焊层金属中的碳氮化物质点作用,对碳氮合金化堆焊层金属及450～650℃不同热处理温度下的硬度、金属显微组织和微区化学成分以及耐磨损性能进行了分析.结果表明:碳氮合金化自保护硬面药芯焊丝堆焊层金属中的第二相质点为Cr,Ti,V和Nb的碳氮化合物的复合物,这些化合物对堆焊层硬面金属起到析出强化的作用;弥散均匀分布的细小碳氮化物质点可使碳氮合金化硬面金属具有良好的耐磨粒磨损性能.     

CO_2气体保护焊/喷射送粉法制备Fe基耐磨堆焊层研究

将传统CO2气体保护焊与喷射送粉法复合,在Q235碳钢表面堆焊Fe-C-Cr-BNi系合金,研究了Ni元素含量变化对堆焊层组织和硬度的影响.利用金相显微镜观察堆焊层组织,结合EDS、XRD分析堆焊层的相成分,采用洛氏硬度计测试堆焊层表面的硬度.研究结果表明:堆焊层由马氏体、奥氏体以及(Fe,Cr)7C3和(Fe,Cr)2B硬质化合物组成.堆焊层熔合区由固溶体组成,过热区晶粒粗大,母材区组织均匀.堆焊层的HRC值范围为51.1~56.5,随着Ni含量的增加,堆焊层的硬度缓慢降低.     

基于CALPHAD的耐磨堆焊合金成分优化设计

通过CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)方法,对高碳高铬耐磨堆焊合金成分进行优化设计,研究合金元素C、Ti、V、Nb对堆焊金属微观组织与相变规律的影响,并通过试验对CALPHAD设计结果进行验证。结果表明,不加入微合金元素时,耐磨堆焊合金的显微组织由初生(Cr,Fe)7C3型碳化物及共晶(Cr,Fe)7C3/γ(Cr,Fe)组成;随碳含量升高,初生(Cr,Fe)7C3型碳化物含量随之升高。加入微合金元素Ti、V、Nb后,在堆焊金属中析出M(M=Ti,V,Nb)C型碳化物,从而细化初生(Cr,Fe)7C3型碳化物,提高铁基耐磨合金的性能,延长再制造堆焊零部件表面的服役时间。     

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。     

基于计算机图像处理的FCAW熔滴过渡形态的分析

利用计算机图像处理系统观察了CO2保护气氛下,药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为、电弧形态等电弧物理现象,总结了熔滴过渡的类型.研究结果表明,随着焊接参数的增大,药芯焊丝依次出现短路过渡、大颗粒过渡和细颗粒过渡,并观察分析了药芯焊丝产生的滞熔现象.     

吸烟焊枪在药芯焊丝CO2气保焊中的作用

采用吸烟焊枪进行药芯焊丝CO₂气保焊,通过记录烟尘扩散形态和焊接电流电压变化,采用高速摄像分析熔滴过渡过程,以及对比焊缝表面成形和采用X射线探伤揭示焊缝缺陷,并与未吸烟时对比,研究了不同吸烟功率和焊枪倾角下吸烟焊枪的吸烟行为及其对焊接过程和焊接质量的影响. 结果表明:焊接烟尘被有效吸入吸烟焊枪,其烟尘扩散形态整体呈锥形,并随吸烟功率的增加,其气流挺度增加,吸尘效果增强. 熔滴过渡仍表现为大滴排斥过渡,吸烟只是使熔滴过渡频率稍有增加. 采用不同功率以及焊枪倾角,均能得到表面成形良好和无缺陷的焊缝.     

CO2保护碱性药芯焊丝熔滴过渡及影响因素

研究了CO2保护碱性药芯焊丝的熔滴过渡形式和焊接工艺参数、药芯粉成分对熔滴过渡形式的影响。结果表明,CO2保护碱性药芯焊丝的熔滴过渡形式可分为短路过渡、粗滴排斥过渡和细颗粒过渡。药芯焊丝熔化时存在液态渣柱,影响熔滴的短路过渡和粗滴排斥过渡。随焊接电流、电压的增加,熔滴从短路过渡逐渐转变成粗滴排斥过渡,最后变成细颗粒过渡。随药芯粉中氟硅酸钠的增加或萤石的减少,熔滴的平均直径减小,过渡频率增加。硅铁、锰铁和铝镁合金均能降低熔滴中氧的含量,使熔滴粗化和过渡频率降低。     

Microstructure and wear resistance of PTA clad Cr7C3/γ-Fe ceramal composite coating

A wear resistant Cr7C3/γ-Fe ceramal composite coating was fabricated on substrate of the hardening and tempering C degree steel by PTA (plasma transferred arc) cladding with (wt%) Fe-25Cr-7C elemental powder blends. Microstructure of the coating was characterized by OM, SEM, XRD and EDS. Wear resistance of the coating was tested under dry sliding wear condition at room temperature. The results indicate that the PTA clad ceramal composite coating has a rapidly solidified fine microstructure consisting of Cr7C3 primary particles uniformly distributed in the γ-Fe matrix and is metallurgically bonded to the C degree steel substrate. The PTA clad Cr7C3/γ-Fe ceramal composite coating has high hardness and excellent wear resistance under dry sliding wear test conditions. The excellent wear resistance of the Cr7C3/γ-Fe ceramal composite coating is attributed to the coating's high hardness, strong covalent atomic bonding and refined microstructure.     

炮钢表面等离子堆焊Fe基涂层及其烧蚀行为研究

在炮钢表面利用等离子堆焊分别制备了A、B两种Fe基耐烧蚀涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪分析了涂层的微观组织和元素含量,利用维氏硬度计测量了涂层的硬度,利用高速热流发生装置模拟了火炮发射时的高温高压环境,对涂层进行了烧蚀试验.结果表明,两种Fe基涂层均与基体形成了良好的冶金结合,涂层A的组织主要由Fe-Cr固溶体、Fe₃Ni₂及（Cr,Fe）₇C₃组成,涂层B的组织主要由Fe-Cr固溶体、Cr₃Ni₂、Fe_0.64Ni_0.36及Fe₇C₃组成.经过40次高速热流烧蚀后,电镜下观察涂层A发生的烧蚀行为,其烧蚀过程是由"晶间烧蚀"扩展到"沿晶烧蚀"最后到"全晶烧蚀",电镜下观察涂层B未发生明显的烧蚀行为,但是在热冷循环过程中产生了"穿晶"裂纹,与炮钢相比,两种涂层的耐烧蚀性能均有明显提高.      

气保护药芯焊丝配方渣系的确定及发展趋势

针对药芯焊丝的发展及应用概况，结合我国现状提出了以100％CO2为保护气体，以碱性渣系为配方的药芯焊丝的看法。     

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。     

奥氏体不锈钢复合板采用SAW焊接基层的焊接工艺研究

通过对S30408+Q245R复合板基层进行SAW焊接接头显微硬度测量、铁素体含量测量、金相显微镜观察等研究,探讨焊接线能量、冷却速度对复合板基层焊缝组织和母材覆层析出σ相的影响。研究结果表明,基层使用SAW焊接时,焊缝硬度比使用SMAW焊接时略低;母材覆层铁素体含量、焊缝过渡层/覆层铁素体含量均比基层使用SMAW焊接时所测含量略低;两种焊接方法的焊缝基层显微组织基本相同。但焊缝覆层/过渡层采用SMAW和GTAW焊接时金相组织有所不同,使用SAW焊接基层时焊缝组织无明显晶粒粗大特征,且母材覆层和焊缝过渡层/覆层均不会析出σ相。     

基于原位合金化的SiCp/Al复合材料等离子弧焊接

为了抑制SiCp/Al基复合材料在焊接过程中的界面反应,补充烧损元素,同时原位产生新的增强颗粒,分别以Al-Ti-Si和Al-Ti-Mg两种药芯焊丝作为填充材料,向熔池中直接添加Al,Si,Ti和Mg等金属元素,用氩氮混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.对比分析了两种药芯材料对焊缝组织和性能的影响.结果表明:以两种药芯焊丝作为原位反应填充材料进行等离子弧原位焊接时,均可以有效抑制针状脆生相Al4C3的生成,形成了稳定熔池,得到了以TiC,TiN,AlN,Ti5 Si3,MgAl2O4和细小棒状的Al3Ti等新生增强相的焊缝;焊缝组织致密结合良好,最大抗拉强度分别为232和196 MPa.