新型镍基合金带极堆焊金属三维组织特征

为研究新型镍基合金带极堆焊金属组织特征,采用光学显微镜、EBSD等手段对新型镍基合金EQNiCrFe-13带极埋弧堆焊金属X,Y,Z 3个方向的组织进行了表征和分析。结果表明,新型镍基合金带极埋弧堆焊金属Z面的平均晶粒尺寸主要分布于180~220μm范围,呈等轴晶特征,X面和Y面的平均晶粒尺寸主要分布于260~310μm范围,呈明显的柱状晶特征,Z面的晶粒尺寸明显小于X面和Y面。3个观察方向上的晶粒,欧拉角分布基本一致,Y方向晶粒取向主要为{011}<100>和{001}<010>,Z方向晶粒取向主要取向为{001}<100>和{011}<100>。由所得的晶粒尺寸及取向结果分析得出结论,新型镍基合金带极埋弧堆焊金属的结晶方向垂直于熔合面,晶粒具有典型的垂直生长的柱状晶特征,堆焊金属组织具有较强的择优取向,内部存在较强的立方织构和高斯织构。

稀土氧化物及合金元素对堆焊金属显微组织的影响

采用金相显微镜对堆焊金属的显微组织进行了观察,用X射线衍射仪(XRD)对堆焊金属中相结构进行了分析,用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对断口形貌及夹杂物进行了观察分析.结果表明,在含有Cr,Mn,Mo,N i等合金元素的焊条药皮中添加稀土氧化物,其堆焊金属组织为细针状铁素体,断口为细韧窝状,且分布均匀.而未添加稀土氧化物的堆焊金属组织为粗针状铁素体及少量珠光体,断口中存在准解理断裂形貌.添加稀土氧化物后,堆焊金属中夹杂物类型发生改变,形状近似球形,尺寸均在6μm以下,且弥散分布于堆焊金属中.

Nb在高铬铸铁型堆焊金属中的作用

在高铬铸铁型堆焊金属中,用7%的铌元素取代相同摩尔数的铬元素,制成含铌的明弧自保护药芯焊丝。运用彩色金相分析、扫描电镜及能谱分析、X射线物相分析、洛氏硬度测试等技术,研究了铌在高铬铸铁型堆焊金属中的作用,分析了线能量对高铬铸铁型堆焊金属组织和硬度的影响。结果表明:铌元素能够优先与碳结合,形成弥散分布的碳化铌结晶核心,阻止初生碳化物的生长,具有明显的细化晶粒作用。不论是否添加铌元素,同种堆焊金属线能量越小,碳化物尺寸越细小;裂纹数量越多,裂纹分布越均匀,且裂缝间隙越小。可以通过控制线能量来控制焊缝的裂纹分布,防止堆焊层脱落。改变线能量以及用7%的铌元素取代相同摩尔数的铬元素,其洛氏硬度值基本保持不变,均在60HRC左右。

Q235钢基体上堆焊金属的组织和硬度分析

采用焊条电弧焊工艺方法,选用CHR322堆焊焊条在Q235钢基体上以不同的焊接电流进行了堆焊试验。对堆焊熔敷金属的显微组织进行了分析,测试了堆焊熔敷金属的显微硬度,并讨论了焊接线能量在堆焊层金属显微组织的形成中起的作用以及对堆焊金属硬度的影响。结果表明,堆焊金属的显微硬度分布取决于其显微组织,焊接线能量的大小对显微组织的形成有影响。

模具钢堆焊金属的强度与变形对热疲劳抗力的影响

对两种模具钢堆焊金属(3C r2W 8和HM 3)进行了外加约束Coffin型热疲劳试验。试验表明,模具堆焊金属的热疲劳抗力由其变形的难易程度决定:变形越困难,热疲劳抗力越高。研究进一步表明,材料变形的难易程度又与变温循环过程,热疲劳试样拉伸应力的增加和材料屈服强度的降低有关。屈服强度的降低是由于在循环过程中,材料的组织发生了动态变化,如动态回复、动态再结晶及第二相粒子的析出与聚集;拉伸应力的增加是由于微观组织中应力松弛的结果。

稀土氧化物对中高碳钢堆焊金属中夹杂物的变质作用

采用电镜和金相等手段 ,对加稀土氧化物和不加稀土氧化物的堆焊金属中的夹杂物进行了研究 ,结果表明 ,稀土氧化物能细化堆焊金属中的夹杂物 ,减少了尺寸大的夹杂物数量 ,使其尺寸分布在 8μm以下。同时 ,稀土氧化物能够改善夹杂物的形状 ,减少了形状系数大的长条状夹杂物数量 ,使形状系数接近为 1的夹杂物较多。稀土氧化物还能变质堆焊金属中夹杂物的属性 ,可以形成铝、硅、镧的氧化物夹杂和铝、硅、镧的硫氧化物夹杂 ,并且减少了有害的硫化锰和铝、锰。

手工电弧堆焊金属的显微组织分析

采用CHR207、CHR227和CHR237堆焊焊条,通过手工电弧焊工艺在45钢基体上进行堆焊试验;对获得的不同堆焊金属的显微组织进行了分析,并讨论了合金元素对堆焊层金属显微组织的影响。结果表明,堆焊层金属的显微组织与堆焊焊条的合金成分及含量有关,也与焊条熔敷金属中硬质相的类型、性能及分布等有关;合金元素钼、钒对堆焊金属晶粒的细化作用效果明显。

稀土氧化物对中高碳钢堆焊金属中夹杂物变质作用的热力学分析

采用热力学方法 ,研究了稀土氧化物对中高碳钢堆焊金属中夹杂物的变质作用。夹杂物生成的热力学分析表明 ,在堆焊熔池中 ,稀土氧化物可以被碳还原成稀土元素 ,稀土元素可以与氧、硫生成稀土氧化物、稀土硫化物和稀土硫氧化物 ,从而达到脱氧、脱硫、净化堆焊熔池的作用 ;稀土氧化物还可以直接与硫作用 ,生成稀土硫氧化物 。

轧辊堆焊金属的耐热疲劳性能

通过设计的热疲劳试验方法 ,对三种自制药芯焊丝和一种国产堆焊轧辊用实心焊丝的耐热疲劳性能及其影响因素进行了深入研究 ,同时对堆焊金属中热疲劳裂纹形成以及扩展机理做了进一步探讨。研究表明 ,堆焊金属中热疲劳裂纹的形成以及扩展是循环应力和氧化气氛共同作用的结果 ,堆焊金属的抗氧化性越高 ,抗启裂能力越强 ,在此基础上 ,得出了热疲劳裂纹形成以及扩展的机理模型图。另外 ,研究结果还表明 ,堆焊金属的组织以及组织中存在的夹杂物对耐热疲劳性能也有很大影响 ,均一的组织有利于提高其耐热疲劳性能 ,而夹杂物则促使热疲劳裂纹形成、扩展。

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.

堆焊金属耐磨性影响因素的分析

一般以硬度作为衡量堆焊金属耐磨性的标准 ,但硬度和耐磨性之间没有简单的对应关系 ,堆焊金属的耐磨性受多方面因素的影响 .系统地分析了硬度。

D227、D237焊条堆焊金属组织及显微硬度研究

分别采用D227和D237两种堆焊焊条,在45号钢基体上进行了焊条电弧焊堆焊试验。分析了在相同焊接条件下获得的堆焊层金属的显微组织和显微硬度,讨论了合金元素对堆焊层金属显微组织及显微硬度的影响。研究表明,堆焊金属与基体金属具有良好的冶金结合,第一层堆焊金属受基体金属的稀释程度影响明显,界面处金属过渡层的宽度因焊条种类的不同而异;各层堆焊金属中合金元素Cr、Mo、V含量随堆焊层数的增加而提高,堆焊金属的显微组织及显微硬度与堆焊焊条合金元素的含量有关,与其硬质相的类型、性能及分布等有关。

电磁搅拌对高硬度高耐磨堆焊金属性能的影响

通过试验证实了在用药芯焊丝堆焊高硬度高耐磨堆焊金属时,电磁搅拌不仅能够提高焊缝金属的硬度和磨性,而且更重要的是能够细化焊缝金属组织的晶粒,从而提高焊缝金属的综合力学性能。

45钢堆焊金属组织及显微硬度研究

分别采用D237和D207两种堆焊焊条,以焊条电弧焊工艺在基体材料45钢上进行堆焊,对在相同焊接条件下获得的堆焊金属的显微组织和显微硬度进行了分析,并讨论了合金元素对堆焊层显微组织及显微硬度的影响。结果表明:堆焊层金属的显微组织及显微硬度与焊接线能量有关,与焊条的合金成分及含量有关,与其硬质相的类型、性能及分布等有关;合金元素钼、钒对堆焊金属晶粒的细化作用效果明显。

稀土氧化物对高硬度堆焊金属显微组织与性能的影响

研究了氧化钇对高硬度合金钢型熔敷金属显微组织、硬度和冲击韧性的影响。并利用扫描电镜(SEM)观察堆焊金属断口形貌和夹杂物形态,并进行EDS分析。结果表明,稀土氧化物可以提高堆焊金属的韧性,但会降低硬度,加入3%的Y_2O_3可以使得冲击韧性提高39%,硬度降低HRC0.5左右;高硬度堆焊金属的理想组织为混合马氏体+残余奥氏体+弥散分布的碳化物颗粒;稀土氧化物可以净化夹杂物,细化夹杂物。

磁场控制对堆焊金属组织及性能的影响

为了提高焊缝的力学性能,在低碳钢表面堆焊Fe5合金粉末时,外加纵向间歇交变磁场,研究分析了纵向间歇交变磁场对等离子弧堆焊层金属组织及性能的影响,利用光学金相、x-射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等检测方法,对不同磁场参数下的等离子弧堆焊试样的硬度、耐磨性及其组织和性能进行了测试分析.分析研究发现,在适当的磁场参数作用下,增加堆焊层金属中硬质相的数量,并控制硬质相的生长方向,可提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.结果表明,外加磁场可以改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒.

含稀土氧化物堆焊金属试样残余应力场的数值模拟

采用红外热像仪和X射线应力仪分别测定了采用含稀土氧化物的堆焊焊条,对中高碳钢试件进行堆焊过程的温度场和残余应力场,根据实验数据和材料的物理、力学参数,采用二维有限元计算方法,建立了堆焊应力场模型,根据这一模型,分析了马氏体相变对堆焊金属残余应力场的影响。结果表明:焊条药皮中添加稀土氧化物和金属镍可以降低马氏体相变温度,而降低马氏体相变温度可以降低堆焊金属表面的残余拉应力,从而提高了堆焊金属的抗开裂性能。

堆焊金属裂纹形成机理研究

从不同的角度分析堆焊金属出现裂纹的形成机理。为避免裂纹的产生,应考虑改变沉淀相的溶解状态、晶粒度、氢的聚集以及接头脆性。研究了一些高、中硬度耐磨焊条的抗裂情况,为耐磨堆焊的设计和研究,提供了一定的参考依据。

碳硅铬钼对高锰钢堆焊金属抗热裂纹能力的影响

本文研究了Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等元素对高锰钢堆焊金属抗热裂纹能力的影响，认为Ｓｉ是影响堆焊金属产生热裂纹的主要元素，Ｓｉ在晶界偏析促使碳化物析出，Ｓｉ含量须控制在０．１５％以下；Ｃ不产生明显偏析，但为碳化物析出准备了条件，为防止热裂纹产生，较高的含Ｃ量须与其它元素适当配合；Ｃｒ、Ｍｏ两元素适当配合对堆焊金属抗热裂纹能力不产生有害影响．

CO_2+N_2混合气体保护电弧堆焊金属性能研究

介绍了ＣＯ２＋Ｎ２混合气体保护电弧堆焊工艺，探讨了强氮化物形成元素Ｔｉ和加Ｎ２对堆焊金属硬度、显微组织和耐磨性能的影响。