长寿命连铸辊的堆焊材料和工艺开发

介绍了大型板坯连铸机连铸辊的工况特点、主要失效形式,阐述了连铸辊堆焊材料的研究现状和性能要求.在1Cr13NiMo堆焊材料的基础上,增加了功能合金元素,开发出新的堆焊焊带和匹配的烧结焊剂,新堆焊熔敷金属的组织、强度和冷热疲劳性能明显优于进口焊材;研究了不同堆焊层间温度和焊后热处理温度对堆焊材料性能的影响规律.结果表明,合理的堆焊层间温度和焊后热处理温度能够获得最理想的组织和机械性能;新型连铸辊的使用寿命优于国外同类产品.     

高铬铸铁药芯焊带堆焊金属的组织和性能研究

本文开发了一种高熔敷速度、宽焊缝、低稀释率、容易实现自动堆焊的药芯焊带。采用金相分析、扫描电镜、X射线衍射等现代测试手段和MLD-10磨料磨损试验机,研究了合金元素对高铬铸铁药芯焊带堆焊金属组织和性能的影响规律。     

新型“堆328”堆焊焊条的研制

本文在分析TDR—C型、含Cr、Mo、W、V堆焊焊条性能、特点与作用的基础上，提出了研制一种新的、石墨型药皮的“堆328”堆焊焊条，以满足生产实践中对于堆焊层金属性能的更高要求。设计、试验了新的石墨型药皮的配方，进行了焊条的试制和试验堆焊、以及在生产中的应用、均获得良好结果。与常用的“堆322”堆焊焊条比较，石墨型“堆328”堆焊焊条的堆焊工艺性能良好；合金元素过渡系数高；堆焊层金属硬度较高，因而其耐磨性能有较大的提高。用石墨型“堆328”堆焊焊条堆焊修复的零件，其耐磨性能(使用寿命)比用“堆322”焊条堆焊的要高2倍左右，因而石墨型堆焊焊条“堆328”具有明显的技术经济效益，值得推广使用．     

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。     

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.     

合金元素对X80管线钢熔敷金属组织和性能的影响

为了研究Ni、Cr、Mo、Ti、V元素对X80管线钢熔敷金属显微组织和力学性能的影响，设计了5种化学成分的实心焊丝，并用其对X80管线钢进行MIG焊焊接．经过光学显微镜、电子扫描显微镜分析及力学性能试验，对熔敷金属的显微组织、力学性能进行了研究．结果表明：随着碳当量的增加，熔敷金属的拉伸性能不断提升；Ni含量低于1.0%时，随着Ni含量的增加，针状铁素体比例略增加，而先共析铁素体尺寸发生粗化；Ti、V微合金元素含量的增加，可增加熔敷金属针状铁素体的长宽比，使M-A组元尺寸显著减小，从而屈服强度保持在612 MPa,-20℃下冲击吸收功可达141 J；当Cr、Mo元素含量提高至0.57%时，等轴铁素体被成排的贝氏体取代，且包含大量原奥氏体晶界，使得冲击韧性急剧恶化．     

Fe-Cr-Ni合金系统熔敷金属抗高温硫化腐蚀性能的研究

用光学显微分析，扫描电镜和能谱分析等手段，从质量、显微组织的变化及元素的分析，对Fe-Cr-Ni合金系统熔敷金属在1250℃、 空气－SO2混合气氛中的抗腐蚀性能进行了对比、分析。发现，Ni含量对熔敷金属的抗硫化腐蚀性能影响明显；Cr元素的含量是保证熔敷金属抗高温硫化腐蚀性能的主要原因，同时造成熔敷金属显微组织改变；稀土氧化物La2O3使熔敷金属表面形成致密的耐腐蚀氧化膜，使熔敷金属的抗高温硫化腐蚀性能提高1倍以上。     

堆焊层数对D707堆焊层组织性能的影响

采用D707耐磨堆焊焊条在低碳钢Q235A上进行平板堆焊实验,利用光学显微镜及HRS-150的数显洛氏硬度计,研究堆焊层数与堆焊金属组织、性能的关系.实验结果表明:D707焊条堆焊层的组织为Fe3W3C、针状马氏体和残余奥氏体,热影响区组织晶粒细小,分布均匀.堆焊一层、二层、三层的硬度值分别为61.07HRC、62.97HRC、63.07HRC,随着堆焊层数的增加,基体对熔敷金属的稀释率逐渐减小,堆焊层组织中碳化物比值增高,硬度值及耐腐蚀性随堆焊层数增加有所提高,但堆焊层数再增加时,硬度值及耐腐蚀性不再提高.     

Cr对镍基焊条熔敷金属静力韧度的影响

对合金元素有差异的两类镍基焊条实验,发现镍基焊条熔敷金属的显微组织均由γ相树枝晶组成.熔敷金属硬度在焊根和表面有差异,在焊根处硬度较大.镍基焊条熔敷金属在拉伸过程中容易发生形变诱导相变,诱导原来fcc的γ相,生成bcc组织.通过该机制,Cr含量高的熔敷金属表现出良好的塑性和静力韧度,拉伸实验中,其拉伸断口的形貌为韧窝特...     

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。     

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。     

打壳锤头等离子堆焊Co—Cr—W合金涂层组织和性能研究

采用等离子堆焊技术在铝电解打壳锤头表面堆焊Co-Cr-W合金粉末。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和显微硬度计等,分析了堆焊层的微观组织、微区成分和硬度分布。利用恒电位法进行腐蚀模拟测试。试验结果表明,合金层为典型的等轴晶和柱状晶组织,与基体之间形成了良好的冶金结合。合金层外层硬度最高,平均硬度为基体的2倍,从合金层到基体硬度值不断减小,在熔合线附近迅速降低,表明合金层稀释率较低。合金层的腐蚀速率为基体的1／53左右,合金锤头的耐腐蚀性显著提高。     

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.     

基于摩尔库仑模型玻璃纤维格栅加强沥青路面二维有限元分析

车辙是沥青路面主要的破坏形式之一.过去很多研究表明摩尔库仑模型能够设计沥青混合料和分析在荷载作用下沥青路面行为.因此,基于摩尔库仑模型采用有限元软件模拟评价玻璃纤维格栅应用在沥青层面的性能,考察且评价了玻璃纤维格栅强度,沥青面层厚度和玻璃纤维格栅在沥青面层里的位置对沥青路面的抗车辙能力的影响.     

抗凝冰微表处路用性能及抗凝冰效果试验分析

为满足冬季凝冰地区道路路面特殊的使用环境,采用等质量置换法将微表处集料中的矿粉置换为抗凝冰填料,制备成抗凝冰微表处.通过掺入不同掺量的抗凝冰填料,对比分析微表处混合料的路用性能及抗凝冰效果的变化规律.结果表明:抗凝冰填料的掺入对微表处的耐磨耗性能、抗水损性能有一定的负面作用,对抗滑性能略有降低;微表处混合料中盐分的析出抑制了路面结冰,延长冰层的形成时间及降低冰层形成后的强度.与普通微表处相比,抗凝冰微表处具有较好的抑制凝冰效果.     

薄壁件铸渗锰元素的工艺研究

研究了分层使用不同粒度的合金粉,并配合保温片新工艺对薄壁件表面合金化效果的影响。实验证明：铸渗层的结合质量和表面平整度明显的提高。     

大中型水泵空蚀与泥沙磨损预防及修复技术

比较了焊补修复、非金属材料涂敷、不锈钢板镶嵌、合金粉末喷焊等几种修复大中型水泵空蚀侵蚀方法的优缺点，重点介绍了氧乙炔合金粉末喷焊的特点及应用中应注意的问题。     

基于加速加载试验的微表处长期路用性能

现有微表处技术指南中评价微表处路用性能的试验方法与实际情况差异较大,影响了微表处技术的应用与发展.以轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统为基础试验平台,通过室内加速加载试验研究集料级配、填料类型与用量和聚丙烯纤维用量等对微表处混合料抗滑性能和耐磨耗性能的影响.试验研究结果表明:粗级配微表处的抗滑性能相对较好,然而耐磨耗性能相对细级配微表处要差;适当增加水泥或添加矿粉都可以较大地提高微表处的耐磨耗性能;掺入适当比例的聚丙烯纤维可以显著提高微表处的抗滑性能和耐磨耗性能.研究结果同时表明了轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统可真实模拟轮胎与路面间的相互作用,快速和定量评价路面的表面功能.     

聚焦光束粉末堆焊层的凝固组织形貌及其形成机理

研制了由光束发生器、聚焦系统、旋转气流送粉器、工作台组成的聚焦光束堆焊系统。堆焊层中凝固组织形态以及树枝晶生长方向取决于熔池凝固过程中的传热过程。45钢表面的Ni基合金堆焊层的微观组织呈现树枝晶形态,树枝晶沿堆焊方向前倾生长,堆焊层金属与母材金属间形成平面晶带,平面晶带依附于母材半熔化区联生结晶长大。     

乳化沥青微表处混合料耐久性研究

为了分析乳化沥青微表处混合料耐久性影响因素,采用湿轮磨耗试验分析了乳化沥青含量、水泥用量与含水率对不同配比混合料磨耗性能的影响作用,并对影响因素显著性进行了方差分析.确定了混合料耐久性随各影响因素的变化规律.基于磨耗性能提出了乳化沥青微表处混合料的最佳沥青用量、水泥用量及含水率.结果表明,在试验选用的配比条件下,沥青含量为6.5％、水泥用量为1.5％、含水率为9％时,微表处混合料抗磨耗性能最优.