硼含量对NiCrB堆焊合金高温氧化性能的影响

目的探究硼含量对NiCrB堆焊合金高温氧化性能的影响。方法以粉芯丝材为原材料,利用氩弧焊工艺制备5种不同硼含量的NiCrB(B的质量分数为0~3.5%)堆焊合金,在800℃的温度下进行氧化试验,总氧化时间为200 h。通过XRD和SEM检测样品的物相组成和微观形貌,并用EDS分析化学成分。堆焊合金氧化前后的硬度通过维氏硬度计测量。结果随着硼含量的提高,堆焊合金中硼化物的含量逐渐增加,因此堆焊合金的硬度也逐渐升高。氧化后,硼含量为0的NiCr堆焊合金表面生成致密的Cr_(2)O_(3)氧化膜,抗氧化性能为最佳。硼的质量分数≥0.8%的堆焊合金表面形成含有Cr_(2)O_(3)和CrBO_(3)的氧化膜,其抗氧化性能因CrBO_(3)含量的升高而降低。硼的质量分数为0.8%时,NiCrB堆焊合金的抗氧化能力接近NiCr合金,当硼的质量分数≥1.6%后,氧化膜逐渐变为疏松,硼含量越高,氧化膜剥落面积越大。硼的质量分数为3.5%时,堆焊合金与氧化膜界面处的CrB和Cr_(5)B_(3)优于铬发生氧化,成为氧向内部扩散的通道。氧化后合金的硬度变化很小。结论硼的质量分数为0.8%的NiCrB堆焊合金的硬度有明显提高,并有较好的抗氧化性,硼的质量分数≥1.6%后,CrBO_(3)的大量产生降低了氧化膜的保护性。

拉压不同模量硬夹心矩形夹层板的弯曲

针对近年来出现的新型硬夹心夹层结构,考虑夹心抗弯刚度和材料拉压不同模量特性,修正了软夹心夹层结构的基本假设。在此基础上,推导了拉压不同模量硬夹心矩形夹层板弯曲的基本方程和边界条件,给出了在四边简支条件下的解析解。通过求解算例表明,若忽略夹心的抗弯刚度和材料拉压不同模量特性会导致计算误差达20%以上。本文发展的理论模型可以有效解决上述新型夹层结构的弯曲问题,满足工程结构分析设计的需求。

原位自生TiC颗粒对铁基耐磨堆焊金属的影响

为了研究原位自生TiC颗粒对堆焊层组织与性能的影响,采用药芯焊丝明弧堆焊方法在Q235钢表面制备了Fe-Cr-Ti-C堆焊合金.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊合金进行了分析.结果表明,加入的Ti元素可在堆焊层中原位生成TiC硬质相颗粒,并促进M7C3硬质相的生成,从而起到细化晶粒的作用.当生成的TiC和M7C3硬质相数量较多且弥散分布于金属基体中时,这些硬质相可起到相应的抗磨骨架作用,从而提高了堆焊金属的耐磨性.当药芯焊丝中Ti元素的质量分数为7%时,堆焊层性能最佳,其硬度值为61.6HRC,磨损量为0.3904g.

明弧堆焊Fe-Cr-C-Nb耐磨合金的组织及性能研究

采用自保护药芯焊丝明弧堆焊方法在45钢表面制备了Fe-Cr-C-Nb堆焊合金,使用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计、磨损试验机等设备,研究了铌铁含量对Fe-Cr-C-Nb堆焊合金显微组织、硬度及耐磨性能的影响。研究结果表明,Fe-Cr-C-Nb堆焊合金的显微组织由γ-Fe、NbC、M7C3、M3C、和少量α-Fe组成。随着Nb元素的增加,析出的NbC总量增加并弥散分布,形态由颗粒状向树枝状演变,同时γ-Fe颗粒的生长得到抑制,从而细化了合金晶粒,提高了Fe-Cr-C-Nb堆焊合金的韧性和强度。硬度及耐磨性能试验结果表明,随着Nb含量的提高,Fe-Cr-C-Nb堆焊合金的硬度增加,耐磨性能先升高后降低。

跨海大桥大体积混凝土承台水化热实测与分析

为探明海洋环境对跨海大桥大体积混凝土水化热的影响规律,以海南省某跨海斜拉桥为背景进行研究。对该桥承台进行冷却系统设计和温度场实测;采用有限元软件MIDAS FEA建立承台仿真分析模型,在温度场仿真结果与实测值吻合良好的基础上,进行混凝土配合比、入模温度、环境温度、冷却水流量和水温、拆模时间等参数分析。结果表明:采用复掺技术可降低绝热温升达6.07℃;入模温度和环境温度均降低10℃时,内表温差分别减小4.26℃和增大9.05℃;冷却水流速大于0.8m^3/h时冷却效率反而降低;年平均风速作用下5 d拆模时最大内表温差达24.29℃。建议海工大体积混凝土采用复掺技术;控制入模温度和环境温度;根据测试结果动态调整冷却水流量和温度;正常天气时拆模时间不少于7d。

含部分陶瓷相电弧喷涂涂层的研究

加入熔点高的金属氧化物 (Al2 O3 )和金属硼化物 (Ti B2 )复合陶瓷粉末硬质相作主要填充物 ,制成不同组分的 2种 Φ2 .0 mm管状丝材 JCW- T1和 JCW- T2。比较 2种管状丝材所制备涂层的表面洛氏硬度、冲蚀磨损性能及涂层 X射线衍射图 ,结果表明 :JCW- T2表面洛氏硬度最大 ,抗 3 0°小角度冲蚀磨损性能最好 ,抗 90°大角度冲蚀磨损性能与 JCW- T1涂层相当。

自保护药芯焊丝堆焊原位合成TiB_2-TiC颗粒对堆焊合金组织性能的影响

采用自制的自保护药芯焊丝在Q235钢表面进行明弧堆焊实验,调整药芯焊丝中钛的添加量制备多组Fe-Cr-C-BTi合金。通过硬度和磨损实验得出堆焊合金力学性能的变化规律,借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对堆焊合金的物相组成和显微组织进行观测分析。结果表明:随着钛添加量的增加,堆焊层中有TiC和TiB_2硬质相颗粒生成,并且TiC优先于TiB_2产生。大量弥散分布的TiC和TiB_2在磨损过程中能起到抗磨质点和阻碍位错运动的作用,能够显著提高堆焊合金的耐磨性。当堆焊合金中钛的质量分数从0.15%增加到1.43%时,堆焊层的硬度从56.5HRC增加到66HRC,而磨损失重量从0.5772g减少到0.0487g。

B元素对Cr-Ni-Mo-Mn系药芯焊丝堆焊金属组织结构的影响

在自保护堆焊药芯焊丝药粉中加入不同含量的碳化硼(B4C)粉体获得了不同硼(B)元素含量的堆焊层。金相组织观察发现,堆焊层基体为奥氏体和马氏体复合组织结构,晶界处断续分布着(Mo,Cr,Fe,Nb)2B共晶产物,通过固溶强化作用可提高堆焊层的硬度和耐磨性,但存在亚稳定相δ-铁素体,造成堆焊层开裂。经500℃时效处理后,组织中δ-铁素体会转变为σ-铁素体,可有效防止堆焊层开裂,同时提高堆焊层硬度和耐磨性。粉体中碳化硼(B4C)的最佳加入量为1.5%,最高硬度值为47 HRC,相对耐磨性较不加B元素药芯焊丝获得的堆焊层提高3倍。使用该堆焊材料修复的截止阀使用寿命得到延长,同时具有良好的耐腐蚀性,较高的经济价值。

大型热轧定宽压力机出钢辊的堆焊复合

针对出钢辊长期在温度800℃以上、红热钢坯作用下产生严重的冷热疲劳龟裂和金属间磨损的现象,开发出采用N合金化的堆焊硬面药芯焊丝材料。其显微组织为马氏体+少量铁素体+合金化合物,堆焊层金属具有极高的抗高温软化性能、抗冷热疲劳性能和耐金属磨损性能。制定了合理的堆焊工艺规范,堆焊复合制造的出钢辊使用寿命可长达半年,无热疲劳裂纹的产生,金属间磨损小,满足使用要求。

3Cr2MnNiMo钢大型模块的预硬化处理

本文试验研究了八种淬火冷却方式和四种回火工艺对3Cr2MnNiMo钢预硬化处理后的硬度的影响,在所得的试验数据的基础上,分析估计了3Cr2MnNiMo钢大模块硬化后的表心硬度差,该差值与工业生产结果大致相吻合。

N和Nb对Fe-Cr-C堆焊层组织和性能的影响

为了获得具有良好组织和性能的堆焊层,以传统Fe-Cr-C合金体系为基础,通过调节药芯焊丝配方中铌铁和氮化铁的含量配比,研究了堆焊层中Nb和N元素对堆焊层组织和力学性能的影响.利用扫描电子显微镜和光学显微镜对堆焊层的显微组织进行分析,并采用能谱仪对分析位置的元素种类和元素含量进行标注测量.采用X射线衍射仪对堆焊层的相组成进行测量,同时对堆焊层的硬度及耐磨损性能进行了研究.结果表明:当N元素的质量分数为3%,Nb元素的质量分数为10%时,堆焊层组织由马氏体、残余奥氏体、M_7C_3、NbN等相组成,此时堆焊层硬度达到最高值58.6 HRC,磨损失重达到最低值0.173 g.

W对Fe-Cr-C-W-B系堆焊合金组织和性能的影响

机械设备的使用寿命会因为磨损而减少,因而应该提升材料耐磨性能以提高机械设备的使用时间.利用埋弧焊机采用明弧堆焊的方法制备Fe-Cr-C-W-B堆焊合金,在一定试验条件下分析了改变药芯焊丝中W的质量比例后堆焊合金硬质相的数量以及耐磨性能的变化情况.结果表明,当W含量提高后,堆焊层中硬质相的所占比例增加,从而显著改善其硬度和耐磨性能.在堆焊层金属W质量分数为2.73%时,堆焊层主要含钨硬质相为FeWB,Fe_(2)W,FeW_(3)C.当堆焊层金属W含量在5.47%时堆焊层耐磨性能达到最佳,磨损量为0.3825 g,洛氏硬度为61.63 HRC.当堆焊层金属W含量为6.35%时,堆焊层洛氏硬度达到最高为64.22 HRC,磨损量为0.4182 g,由于堆焊层的淬硬性增加,在磨损过程中硬质相易脱落,导致耐磨性能稍有下降.为了获得更好的耐磨性能,W质量分数应控制在5.47%左右.

铸锡青铜与巴氏合金抗粘附磨损的实验研究

基于对磨损影响因素拓展分析的所悟 ,并依据“相容性”[2 ] 理论 ,率先尝试改铸锡青铜注塑机拉杆衬套为钢背内衬巴氏合金衬套 ,在SZ— 4 0 0 0型塑料注射成型机上进行了 5 0 0h工况对比实验。实验结果表明 :解决磨损问题不能仅局限在对抗磨材料的研制与单纯提高材料的硬度 ;提出了摩擦副偶件间材质硬度差值的大小及表面粗糙度的匹配也是问题关键的观点。

铬碳化合物对Fe-Cr-C堆焊层组织耐磨性影响的研究

耐磨堆焊已经成为了零件表面修复,延长设备使用寿命的重要方法之一。堆焊层金属的硬度和在不同工作环境下的磨损量是衡量其耐磨性的重要指标,而耐磨料磨损的性能和耐冲击磨损的性能往往不能兼得。研究Fe-Cr-Ti-C系药芯堆焊焊丝,通过对其堆焊层硬度、耐磨料磨损和耐冲击磨料磨损性能的研究,发现(Fe,Cr)7C3、Cr23C6等硬质相的存在数量和形式,与其在马氏体、奥氏体基体中的生长方式对堆焊层的硬度、耐磨性有显著的影响,探讨了加工硬化和硬质相的不同生长方式对材料在有冲击和无冲击条件下磨损量的变化规律。

药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B合金组织及耐磨性

为了提高堆焊合金的耐磨性,利用明弧堆焊方法将自保护耐磨堆焊药芯焊丝熔覆在Q235基体金属表面,制备得到Fe-Cr-C-B耐磨堆焊合金.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和磨料磨损试验机对堆焊层的组织、硬度和耐磨性进行了分析.结果表明,堆焊层主要由马氏体、少量残余奥氏体、M 3(C,B)、M 23(C,B)6和M 7(C,B)3相组成.随着B质量分数的增大,基体组织转变为马氏体,共晶硬质相增多,并呈连续网状分布在基体组织周围.当B的质量分数为3%时,堆焊层的耐磨性达到最佳,其硬度为61.5 HRC,磨损量为0.3629 g.

堆焊药芯焊丝的研制

采用H08A薄钢带作为外皮,研制适用于轧辊等零件修复的药芯焊丝。向焊丝药粉中添加不同含量的Cr,Mo,V,W,B等合金元素,通过硬度试验确定堆焊层耐磨性比较理想的一种配方。采用“多元少量”的原则,加入多种强碳化物形成元素,不但能够提高淬透性,使材料在焊接条件下更快地发生马氏体转变,而且能够形成碳化物、硼化物等细小碳化物硬质相,同时还细化基体晶粒,从而得到硬度与耐磨性较好的堆焊层。试验证明,所研制的药芯焊丝能够满足实践需要。

Nb含量对FeAlCuCrNiNb_x系高熵合金组织及性能的影响

为了研究Nb对FeAlCuCrNiNb x系高熵合金的组织及性能的影响,采用药芯焊丝堆焊方法制备FeAlCuCrNiNb x系高熵合金,对焊缝进行了硬度、显微组织和物相组成的分析。结果表明,对于FeAlCuCrNiNb x系高熵合金而言,加入Nb对合金硬度的提高有一定的积极作用,当Nb摩尔比为0.8时,合金堆焊层的硬度最高,平均硬度达到49.53 HRC,磨损量最小为0.28 g。随着Nb的加入,该系高熵合金的晶粒对尺寸先减小后增大,当Nb摩尔比为0.6时,FeAlCuCrNiNb x系高熵合金晶粒尺寸最小,析出物最少。Nb摩尔比继续增加,合金组织出现大量高硬度析出物。

基于有限元仿真的架空导线径向温度场分析

为研究架空导线的径向温度场分布情况,首先以传热学理论为基础,根据导线的物理结构建立有限元三维仿真模型,并设计仿真实验,然后对仿真结果与实验结果进行对比分析。结果表明:自然对流条件下,导线径向温差最高可达10.4℃,不同方位上导线表面最大温差为3.4℃。自然对流条件下的仿真结果与实测值基本吻合,导线各层温度的相对误差均在±5%以内,验证了仿真模型的可靠性;强制对流条件下,仿真结果与实测值存在较大差异,说明不同散热条件引起的导线轴向传热对导线的径向温度场分布造成显著影响。出于保守考虑,工程测温中通过测得导线不同方位上的最大表面温度值乘以修正系数1.05~1.10即可得到导线线芯温度值。

Fe-Cr-C-Ni-Mo耐磨堆焊合金的组织与性能

在Fe-Cr-C系堆焊合金基础上添加Ni、Mo,设计了金属粉型药芯焊丝。使用自动埋弧焊接机在16Mn试板上进行堆焊试验。通过光学显微镜、X射线荧光光谱仪、扫描电镜对堆焊层金属的组织进行观察,采用磨粒磨损试验机、冲击试验机、洛氏硬度仪对堆焊合金进行耐磨性、冲击韧性及硬度进行测试。结果表明：堆焊合金成分与2Cr13马氏体不锈钢相似,堆焊层合金顶部的组织为针状马氏体、板条马氏体组成的混合马氏体和弥散的Mo碳化物强化相。堆焊合金的耐磨性好,其相对于母材耐磨性的比值为4.46,冲击功为48 J,堆焊层表面平均硬度为46.9 HRC。

W-Mo-Nb增强型耐磨药芯焊丝的研究

研制了两种用于支撑辊堆焊、熔敷金属含铬量低于10%的耐磨药芯埋弧焊丝NM-1A和NM-1B。在降低焊丝铬含量的同时,采用微量W-Mo-Nb进行增强。通过金相分析、硬度试验、滑动磨损试验对堆焊层金属显微组织和性能进行了分析。结果表明:两种焊丝堆焊金属的组织均为马氏体+残余奥氏体+碳化物,NM-1A焊缝的晶粒比NM-1B的细,NM-1B的残奥量比NM-1A要多。两种焊丝堆焊层的平均硬度均达50 HRC;在无润滑滑动磨损条件下的耐磨性与淬火的45钢相当,且NM-1B的耐磨性优于NM-1A。这两种焊丝的性能均满足用户的要求,NM-1B的成本更低。