Si的添加量对钨极氩弧堆焊铁基高碳高铬合金层组织结构及耐磨性的影响

为了改善铁基高碳高铬合金堆焊层的性能,在其堆焊合金粉中添加Si对Q235钢进行钨极氩弧堆焊,探讨Si含量对堆焊层组织结构、硬度和耐磨性的影响。结果表明:添加不同含量Si堆焊后堆焊层与母材的结合均为冶金结合,微观组织基本相似,均由网状碳化物(Cr7C3,Cr23C6)和残余奥氏体的共晶组织以及胞状残余奥氏体组织构成;Si含量从0增加到9.0%,网状组织的数量、胞状组织的显微硬度呈增加趋势,堆焊层的宏观硬度由55HRC增加到60 HRC,磨损失重由16.8 mg减小到1.1 mg。

电感耦合等离子体原子发射光谱仪对一种难溶高碳高铬合金中铬含量的测量

在内燃机车等大型设备上,一些关键构件对磨损、高温和腐蚀性要求很高,出现一种高碳高铬合金,其在高铬镍不锈钢基础上,增加硅铝提高抗氧化力,增加钛铌防止晶间腐蚀,增加钨钼形成碳化物,提高热稳定性和硬度,但较难溶解和分析。本文采用多种溶样方法对比,得出最佳溶样方法,并采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对合金中铬含量的进行测量。

变质处理对高碳高铬合金钢铸态组织与性能的影响

采用两种以稀土为主的复合变质剂对高碳高铬合金钢进行变质处理,研究结果表明,两种变质剂都可以使高碳高铬合金钢的初生奥氏体得到明显细化,网状碳化物有明显断开趋势,碳化物转变为片状和块状,在保持高碳高铬合金钢硬度的同时,其韧性得到了较大改善。高碳高铬合金钢经0.2%RE+0.2%Nb和0.1%RE-Mg+0.2%Nb变质处理后,与未变质处理的试验钢相比其硬度和冲击韧性分别提高了4.8%,33.8%和4.6%,38.9%。

变质处理对高碳高铬镍合金钢性能的影响

采用力学性能试验机、扫描电子显微镜和MMS-1G高速销盘摩擦磨损实验机研究了稀土变质处理对高碳高铬镍合金钢性能以及磨损特征的影响。试验结果表明:经稀土变质的高碳高铬镍合金钢与未变质的高碳高铬镍合金钢相比,其硬度提高了3.0%,冲击韧性提高了46.7%,耐磨性提高了30.0%,磨损形貌由犁沟和疲劳裂纹变为犁沟和塑性变形。

高碳高铬合金激光电弧复合堆焊层的摩擦磨损性能

为细化高碳高铬合金堆焊层中粗大初生碳化物,提高堆焊层耐磨性能。以Q235为基材,高碳高铬合金选取D632A焊条,对比研究激光电弧复合堆焊试样与电弧堆焊试样。通过显微硬度测试和摩擦磨损试验,分别评价堆焊层的硬度和耐磨性,并通过光学显微镜对磨损前堆焊层显微组织进行观察和扫描电子显微镜对磨损形貌进行分析,分析总结了高碳高铬合金激光电弧复合堆焊试样与电弧堆焊试样摩擦磨损性能差异的原因。在激光电弧复合热源作用下,堆焊层显微组织中的M7C3初生碳化物由粗大条块状细化为细粒状,且均匀弥散分布。相对于电弧堆焊层,激光电弧复合堆焊层平均显微硬度提高了约12.5%,最大显微硬度达到了1 064 HV。激光电弧复合堆焊层的耐磨性较好,相同条件下磨损质量为5 mg,摩擦系数为0.38;电弧堆焊层的耐磨性较差,相同条件下磨损质量为7 mg,摩擦系数为0.43。两种堆焊层磨损破坏的机制主要为疲劳破坏。激光电弧复合堆焊通过激光干扰熔池,细化堆焊层中初生碳化物,有效提高了高碳高铬合金堆焊层的硬度和耐磨性。

热处理工艺对高碳高铬钢组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对RE复合变质高碳高铬合金钢的显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:经热处理后组织内残余奥氏体完全分解,转变为粒状珠光体+M7C3型碳化物。高温固溶处理会对共晶碳化物的形态产生影响,随着固溶温度的提高,连续网状的共晶碳化物转变为杆状和块状,使材料的冲击韧性得到提高,球化处理促使基体内大量二次碳化物的析出,大大提高了材料的硬度。适合于高碳高铬合金钢的热处理工艺为1 200℃加热1 h固溶,水冷,然后750℃×5 h球化处理。经此热处理后,与铸态实验钢相比硬度提高了30.8%,达到HRC53.9,冲击韧性提高了25%,达到9.5 J/cm2。

RE复合变质处理对高碳高铬钢组织与性能的影响

以高碳高铬钢为研究对象,通过变质处理研究了RE-Na/K和RE-Na/K-Ti两种RE复合变质剂对高碳高铬钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,高碳高铬钢经两种RE复合变质处理后,其组织中奥氏体晶粒得到细化,网状碳化物出现颈缩断开现象。高碳高铬合金钢的力学性能明显改善,硬度(HRC)和冲击韧度分别达到了41.5和7.6 J/cm2,比未变质处理的试验钢分别提高了2.9%和28.8%。RE-Na/K-Ti的变质效果优于RE-Na/K的变质效果。