9SiCr工具钢表面激光熔覆合金的组织与性能

使用CO2激光器对9SiCr工具钢表面进行Co基和Ni基合金熔覆处理,X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了激光合金熔覆层的相组成和显微组织;显微硬度计对合金熔覆区的显微硬度进行测量·结果表明,合金熔覆层在微观结构上存在熔覆区、结合区和基体热影响3个区域·Co基合金熔覆区相组成为奥氏体+铁素体+碳化物,Ni基合金熔覆区相组成为奥氏体+铁素体+碳化物+金属间化合物·Ni基合金熔覆层的显微硬度约为Co基的2倍     

NiGrMoV钢回火处理时沉淀行为及对机械性能的影响

研究了高强低碳 NiCrMoV 钢淬火后回火温度对显微组织和机械性能的影响,着重分析碳化物的析出规律及对强度的影响,并对此钢提出了最佳热处理制度。试验表明,最佳热处理制度为淬火温度 930—940℃,回火温度 500—600℃。碳化物的形态、种类、分布主要取决于回火温度。450℃ 以下回火,主要为杆状M_3C 型碳化物和少量等轴状Cr_7C_3 沉淀;550℃ 以上回火,主要为杆状或球状 M_3C、等轴状 Cr_7C_3 和针状 Mo_2C。550℃ 回火时产生二次硬化。     

激光熔覆Mo2C-Co基合金的工艺参数对其组织的影响

利用10kW的CO2激光器在409L铁素体不锈钢表面激光熔覆w(Mo2C)=20%的Mo2C/Co基涂层,运用SEM、EDS、XRD及显微硬度仪观察和分析激光功率和扫描速度对熔覆层成型性、尺寸、组织及性能的影响.结果表明:激光熔覆合理的工艺参数为:P=3.6kW,v=8mm/s;钴基熔覆层组织由平面晶、柱状晶、树枝晶构成,熔覆层中物相主要为Mo2C颗粒、亚共晶γ-Co和共晶碳化物Cr23C6、Cr7C3;由于Mo2C颗粒加入,凝固组织的晶粒尺寸减小、晶粒细化,涂层的显微硬度从870HV提高至1 400HV.     

镍基金属陶瓷激光熔覆层组织及摩擦磨损性能

采用5 k W横流CO2激光器在45钢基体上熔覆自制的镍基金属陶瓷涂层,对熔覆涂层的成型性、物相组成、组织形貌、显微硬度及摩擦磨损性能进行研究。结果表明:激光熔覆层成型良好,组织细密均匀,主要为Ni-Fe固溶体中分布Fe2B,WC,M7C3型及M23C6型碳化物。熔覆层靠近基材的组织为发达树枝晶,中上部为基体组织上分布着大量长条状及少量零散分布的菊花状物质,但上部晶粒分布的方向性减弱,晶粒更加细小致密。熔覆层搭接时,搭接界面存在着生长方向多与结合面相垂直的树枝晶组织过渡区。熔覆层的显微硬度约600 HV0.2,沿搭接方向没有明显波动,其摩擦系数、磨损失重及磨损程度较基体45钢明显降低,耐磨性显著提高。     

GH220合金的基本组织

GH220合金正常热处理组织有γ基体。γ′、MC、M_6C和M_3B_2相。第一阶段晶粒长大温度1150℃—1170℃,第二阶段为1210℃。碳化物相M_6C最大析出峰在1000℃左右,并发现不同成分的二种M_6C相。 正常热处理得不到大小二种γ′,等温弯晶热处理能得到大小γ′和弯曲晶界组织。 长期时效,低W、Mo、Al、Ti(17.61％)合金析出M_(23)C_6相。当W+Mo大于12％(如12.31％)正常热处理会析出少量μ相;等于12％时,时效后才出现μ相。 合金中加入微量元素Mg可改变碳化物形状,使之细化。     

低合金高速钢回火过程的透射电镜研究

高速钢回火过程中组织变化十分复杂,本文用透射电子显微镜对低合金高速钢W3Mo2Cr4V的回火过程进行了研究。结果表明:该钢560℃回火时主要析出MC型和M_3C型碳化物,其中MC呈盘状,M_3C呈微细粒状,钢中加入硅,显著抑制了合金渗碳体的形成,并加速其向MC和M_7C_3碳化物的转变。     

碳钢表面激光熔覆镍基合金涂层及其高温磨损行为

应用激光熔覆法,采用镍基NiCrSiB合金粉末,在20#碳钢表面制备了熔覆涂层.利用X射线衍射仪分析熔覆层的相组成;利用摩擦磨损实验机对熔覆层的高温耐磨性能进行了研究;利用扫描电镜观察熔覆层形貌.结果表明:所制得熔覆层组织均一、致密,与基体形成了良好的冶金结合.镍基合金激光熔覆层硬度提高到基体的4倍;高温磨损率约为基体的1/3.熔覆层耐磨能力增强的主要原因在于熔覆层与基体良好的冶金结合,固溶强化和硼化物、硼碳化物等析出相的强化作用.     

激光工艺对45钢表面梯度熔覆层组织性能的影响

研究了激光熔覆功率、扫描速度和熔覆材料对熔覆层组织结构与耐磨性等的影响.结果表明:梯度熔覆层连续完整,无裂纹、气孔等缺陷,与45钢基体呈冶金结合状态.熔覆层显微组织特征为枝晶、等轴晶等多种形貌的快速凝固组织,由α-Fe,CrNiFe-C和Cr₇C₃等组成.熔覆层显微硬度呈梯度分布,表层硬度达7.48GPa,过渡层硬度达5.52GPa,分别是基体硬度的3.74和2.76倍.激光熔覆技术可显著提高45钢的耐磨性能.     

镍含量对激光熔覆层微结构及硬度的影响

为满足多种支承辊再制造表面硬度需求,采用激光熔覆技术,将添加不同比例纯镍粉的铁基合金粉末材料熔覆到Cr5支承辊钢表面,研究镍含量对熔覆层微结构及性能的影响.结果表明:所有材料设计成分条件下熔覆层的截面组织差异很小均为鱼骨状和网状枝晶组织.通过调整添加镍粉的量可以准确控制熔覆层的合金成分.随熔覆层中镍含量增多,熔覆层中奥氏体相显著增多,截面硬度显著下降.添加8%纯镍粉的粉末材料可以制备出硬度约为500 HV,可以满足Cr5支承辊再制造需求.     

热处理对等离子熔覆Fe-Mo-Cr-Ni-B合金覆层组织及耐磨性能的影响

采用等离子熔覆技术在H13合金钢表面熔覆Fe-Mo-Cr-Ni-B合金,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)配合能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计以及多功能摩擦磨损试验机,对热处理前后熔覆层的组织结构、硬度和耐磨性进行分析。结果表明,Fe-Mo-Cr-Ni-B合金覆层主要由α-Fe、Mo₂FeB₂、(Mo, Fe, Cr)₃B₂和Fe₂₃(B,C)₆相组成;熔覆层磨损以Mo₂FeB₂硬质相的脆性剥落为主;在1 000℃温度热处理后,熔覆层平均硬度达到1 061HV_0.5,相比于焊态提高了28.3%,耐磨性相比于焊态提升了42.0%。合金覆层硬度提升和耐磨性的改善可以归因于高温热处理导致的碳化物共晶组织消失、Mo₂FeB₂硬质相增多以及黏结相强度增加。     

热处理工艺对H13钢微观组织的影响

首先对H13进行了高温正火+球化退火的预备热处理,获得碳化物分布均匀、球化率高于95%的退火组织.进而对退火组织进行了淬火+回火最终热处理,研究了淬火温度对H13钢组织和硬度的影响.随着淬火温度的提高,溶解的合金碳化物增多,溶解的合金碳化物使基体中的碳含量和合金含量增多,淬火组织硬度得到了提高,大颗粒碳化物熔解为细小的碳化物,当淬火温度为1 100℃,保温1.5h,合金碳化物几乎全部溶解.对淬火组织进行了二次回火,回火使淬火过程中熔解的碳化物又重新弥散析出,且随着淬火温度的提高,回火硬度提高,碳化物更加细小,分布得更均匀.     

一种新型冷轧辊用钢的组织演变

本文以一种新型冷轧辊用钢为研究对象,借助金相显微镜和扫描电子显微镜分析了试验钢在正火、球化退火、淬火、回火过程中的组织演变,研究了碳化物的成分变化和溶解析出行为。结果显示,试验钢正火后得到马氏体+部分颗粒状和少量块状碳化物的显微组织;球化退火后的显微组织为铁素体基体上分布有大量颗粒状碳化物+少量块状碳化物,球化退火组织评定为为2~3级;淬火后的组织为马氏体+部分颗粒状和少量块状碳化物;三次回火后的组织为回火马氏体+部分颗粒状和少量块状碳化物。试验钢中的块状碳化物在整个热处理过程中始终存在,1100℃以下奥氏体化时只发生边缘部分的少量溶解。颗粒状碳化物主要为M23C6型,在热处理过程中存在明显的溶解和析出行为,1100℃以下奥氏体化时部分溶解。     

激光熔覆TiN金属陶瓷涂层的微观组织

采用CO2激光在TC4合金表面熔覆TiN—Ti和TiN—NiCrBSi金属陶瓷涂层，利用XRD和SEM等分析了熔覆层的微观组织，测试了熔覆层的硬度，结果表明：在TiN—Ti激光熔覆层中，表层TiN颗粒全部溶解，底层TiN颗粒部分溶解，熔覆层的组织是在α—Ti基体上分布着TiN树枝晶和TiN颗粒，熔覆层的显微硬度在400～700HV之间；TiN—NiCrBSi激光熔覆层的组织γ-Ni树枝晶和TiN颗粒等相组成，显微硬度在900-1200HV之间；熔覆层与基材结合区为TC4合金和Ni基合金的混和凝固区，呈现树枝晶和胞状晶形态，显微硬度在600～650HV之间．     

原位合成NbC及Nb/C比对Ni-Si体系组织的影响

利用激光熔覆技术,以Ni、Si、Nb和C元素粉末为原料,改变[Nb C]加入量及Nb和C之间的相对量,在高温合金表面原位合成NbC/Ni3Si基复合材料涂层.借助金相显微镜,X射线衍射仪对涂层组织进行分析.结果表明,熔覆层由-γNi固溶体、Ni3(Si,Nb)和NbC组成.衍射图中NbC峰的出现证明在激光熔覆过程中NbC强化相可以由Nb和C直接原位反应形成.当NbC的质量分数增加时,熔覆层的枝晶组织明显变细,主要以树枝状、等轴晶的形态存在.当NbC的质量分数一定,Nb相对量较多时,枝晶间形成弥散分布的富Nb增强相Nb3Ni2Si,增强了熔覆层的强度,另一方面还阻止晶粒长大使熔覆层组织细化;当C元素相对过量时,会以游离态的形式析出,从光学显微组织观察发现对晶粒有细化效果.     

16Mn钢表面激光溶覆铁合金层的研究

利用C02激光器在16Mn钢表面实现Fe—Cr—Ni—B激光熔覆。观察了激光对熔覆层组织和显微硬度的影响；采用扫描电镜及X射线衍射仪分析熔覆层的成分和相组成。结果表明，熔覆层组织是树枝晶及胞状晶，熔覆层以非平衡的(Fe，Cr)相、(Fe，Ni)相存在。激光功率的提高位炼覆层组织细化、显微硬度提高，并使硬度分布更加趋于合理。     

基于激光熔覆技术的风机轴颈表面修复

采用基于激光熔覆的方法实现了大磨损量的风机轴颈的修复.为了表征修复效果的优劣,对熔覆层的微观组织进行了测试,结果表明其微观组织多为等轴晶,在结合面位置有少量的枝晶,熔覆层和基体结合比较紧密,界面分明,形成了较好的冶金结合.显微硬度测试结果表明熔覆层的硬度较高,且只在一定范围内波动.而在过渡区显微硬度急剧下降,基体处显微硬度较低.试验结果表明激光熔覆技术可实现大磨损量轴颈的修复,修复表面组织细密、硬度高,且具有较高的耐磨性.     

WC含量对铁基复合涂层组织与磨损性能的研究

为了解决导辊零部件表面易磨损失效问题,采用激光熔覆在GCR15轴承钢表面制备了不同WC含量铁基复合熔覆层.分别通过SEM、EDS、XRD和磨损试验机对熔覆层微观组织、元素分布、物相组成和耐磨性能进行分析.结果发现,WC的添加量对合金熔覆层组织及性能影响较大.熔覆层与GCR15轴承钢基材冶金结合良好,熔覆层组织主要由胞状晶和等轴树枝晶组成,物相以Fe_3W_3C、Fe_2W_2C为主.熔覆层平均显微硬度随WC含量的增加而增加,其中WC含量为质量分数50%的熔覆层平均显微硬度最高,约为基材的3倍.在耐磨性能方面,磨损机理主要为磨料磨损和氧化磨损.随着熔覆层WC质量分数的增加,磨损量先减小后变大,WC含量为质量分数30%的熔覆层耐磨性能最佳.     

激光熔覆制备Fe-Si合金涂层显微组织分析

在碳钢表面预置3Fe/Si混合粉末和Fe3Si粉末,采用激光熔覆技术制备Fe3Si金属间化合物涂层.利用扫描电镜、光学显微镜、能谱分析仪和X射线仪对熔覆层组织进行分析,测试其显微硬度.结果发现,熔覆层与基体冶金结合良好,熔覆层组织主要由γ-Fe和Fe3Si金属间化合物组成.Fe3Si相的形态主要呈现为规则的多边形等轴晶和不规则的等轴晶.Fe3Si涂层组织比3Fe/Si涂层均匀细化,且硬度也比较高.     

回火方式和时间对高速钢的组织与性能的影响

采用透射电镜、X—射线等手段研究了不同回火方式和时间下 W6Mo5Cr4V2高速纲力学性能与组织的变化。发现淬火该钢经560和630℃多次回火后马氏体内孪晶清晰完整,板条马氏体中仍然存在着以魏氏组织形态分布的 M_3C 型碳化物。证实380℃×(0.5～5)h+560℃×1h×2次的低高温配合回火工艺与560℃×1h×3次的普通回火相比,可使高速钢的硬度、红硬性及冲击韧性提高.采用560℃×(1～3)h×3次的回火工艺时,随每次回火时间延长,高速钢的强度、冲击韧性和断裂韧性提高,红硬性变化不大,但硬度则稍稍下降(约1HRC).     

Al对淬回火H11钢力学性能和碳化物的影响

研究了Al质量分数为0.77％及不含Al的H11钢在不同淬回火处理工艺下的硬度和冲击功的变化规律,并对两种钢原始退火态、1060℃淬火、1060℃淬火+510℃回火、1060℃淬火+560℃回火和1060℃淬火+600℃回火处理后的试样进行碳化物萃取,同时借助扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了Al对H11钢中碳化物形态及类型的影响.结果表明:(1)Al能提高H11钢的冲击韧性和回火硬度,但会使淬火硬度有所降低.(2)Al可以促进H11钢淬火过程中碳化物的溶解和元素的均匀分布.(3)Al会阻碍H11钢回火过程中碳化物的析出和聚集,这种作用在560℃以下回火时更加显著.(4)Al可以使H11钢回火时的(Fe,Cr)2C、MoC、Cr7C3类碳化物更加稳定,抑制(Fe,Cr)3C、Mo2C和Cr23C6类碳化物的析出,这是因为Al可以阻碍H11钢中碳及合金元素在回火过程中的聚集.