利用等离子弧堆焊获得铁基合金+碳化钨硬质合金的复合堆焊层

利用新研制的外送碳化钨等离子弧焊枪系统 ,对F32 1铁基合金粉末和机械破碎的碳化钨硬质合金颗粒进行了堆焊 ,获得的复合堆焊层碳化钨合金颗粒分布均匀 ,堆焊层缺陷率低 ,焊道成型良好 ,碳化钨合金颗粒的质量分数可达 40 %～ 42 % ,堆焊后的碳化钨合金颗粒硬度值仍保持了原有的高硬度 ,颗粒表层重熔量小 ,合金元素扩散率低 ,获得的堆焊层胎体组织为马氏体 +残余奥氏体 +共晶 (马氏体 +碳化物 ) ;碳化钨合金颗粒周围鱼骨状共晶没有扩散到胎体马氏体中 ,避免了复合堆焊层的整体脆化。试验对堆焊层的平均孔隙缺陷率进行了测算 ,测算结果为碳化钨合金颗粒平均孔隙缺陷率低于 1.5 % ,并对裂纹。

硬质合金/高铬铸铁基复合材料的界面特性及磨损性能研究

以WC-Co硬质合金棒为增强体,采用消失模镶铸工艺制备了硬质合金/高铬铸铁基表层耐磨复合材料,并对其界面微观组织和三体磨料磨损性能进行了研究.通过对界面微观组织的观察发现,由于硬质合金表层的熔解和W、C、Co、Fe、Cr等合金元素的扩散,硬质合金与高铬铸铁界面出现了厚度约为800μm的过渡层,在过渡层中生成了含有W、Co、Fe和Cr元素的碳化物,确保了增强体和基体之间为良好的冶金结合.三体磨料磨损试验结果表明,复合材料的耐磨性是高铬铸铁(热处理态和铸态)的6～8倍,这是因为增强体的高硬度及其与基体间的良好冶金结合,使得复合材料在磨损过程中,增强体对基体起到了有效的保护作用,从而表现出优异的耐磨性能.

碳化钨颗粒─高铬铸铁表面耐磨复合材料的试验研究

为提高农机具的耐磨性，采用铸造表面合金化工艺在铸铁表面获得一层碳化钨颗粒－高铬铸铁复合材料，并研究了影响复合材料质量的因素及其耐磨粒磨损性能。结果表明，对表面复合材料质量最有影响的是铁水的浇注温度；与淬火６５Ｍｎ钢相比，复合材料的耐磨粒磨损性能提高了１．８～５．３倍。田间试验也表明，在灰铸铁表面铸造耐磨复合材料工艺能明显提高农机具的使用寿命。

碳化钨-高铬铸铁表面复合材料耐磨粒磨损性能的研究

用铸造表面合金化工艺在灰铸铁表面制备了碳化钨－高铬铸铁复合材料，用ＭＭ－２００型试验机研究了该复合材料的耐磨粒磨损性能，并与球墨铸铁、淬火态４５＃钢及Ｆｅ２Ｂ相硼化物层的进行了对比．结果表明：当合金粉剂中含碳化钨颗粒质量分数为２０％时，碳化钨－高铬铸铁复合材料的耐磨性最佳；磨粒硬度和尺寸增大时。

稀土硅铁添加剂细化高铬铸铁堆焊合金

研究了稀土硅铁(RE-Si-Fe)添加剂对高铬铸铁堆焊合金组织的细化作用。采用光学显微镜对不同RE-Si-Fe加入量高铬铸铁堆焊合金的显微组织进行了观察;采用砂带式摩擦磨损试验机对其表面的耐磨性进行了评价,并采用扫描电镜对磨损形貌进行了观察;采用热力学计算和错配度计算分别讨论了Si和RE元素对高铬铸铁堆焊合金组织演变的影响。结果表明,RE-SiFe可以细化高铬铸铁堆焊合金的显微组织,提高其耐磨性。其原因为RE在堆焊冶金反应中生成的一系列稀土化合物,与M7C3型碳化物有良好的界面匹配,可以成为M7C3型碳化物的非均质化形核核心,细化了该碳化物。

多元合金化复合变质处理对高铬铸铁锤头组织和性能的影响

介绍了多元合金化复合变质处理高铬铸铁Cr20MoCu2BNbRETi的化学成分、变质处理工艺,并介绍了多元合金化复合变质处理后高铬铸铁的组织和力学性能的变化,以及采用多元合金化复合变质处理高铬铸铁生产破碎机锤头的生产工艺、生产成本和使用性能。工业试验表明:复合变质处理高铬铸铁锤头的耐磨性是高锰钢锤头的3.65～3.8倍。

高铬铸铁基碳化钨粒子增强表面复合材料的研制

采用熔覆铸造工艺在灰铸铁、球墨铸铁表面得到一层高铬铸铁基WC粒子增强复合材料 ,并研究了影响复合材料质量的工艺因素、复合材料的组织和耐磨粒磨损性能以及在农机具上的应用。结果表明 ,对表面复合材料质量最有影响的是铁水的浇注温度 ;与淬火 65Mn钢相比 ,复合材料的耐磨粒磨损性能提高 2 .9～ 4 .7倍。田间试验也表明 ,在灰铸铁表面熔覆铸造耐磨复合材料工艺能明显提高农机具的使用寿命。

多元素复合强化型高铬铸铁堆焊焊条的研制

采用Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｎｂ等合金元素对高铬铸铁堆焊焊条的焊层组织进行了改善，使其耐磨性明显提高。

CaCO_(3)对复合粉粒和实心焊丝明弧堆焊高铬合金组织及耐磨性的影响

目的将活性剂引入复合粉粒,旨在改变电弧对其的作用属性,以提高堆焊金属的合金化元素量,从而改善其耐磨性。方法以复合粉粒和实心焊丝作为填充材料,采用自保护明弧焊法制备系列高铬合金。借助X射线衍射仪、扫描电镜及附属电子能谱仪等手段,研究复合粉粒添加CaCO_(3)含量对其堆焊高铬合金的组织及耐磨性的影响。结果随着CaCO_(3)添加量增大,焊缝的碗形熔深随之消除,堆焊合金的粉粒填充量由43.7%提高到47.5%,熔合比由0.281降低至0.140。这使堆焊合金组织由亚共晶变为过共晶结构,初生M7C3相的体积分数随之明显增加,堆焊合金硬度从55.4HRC提高至62.3HRC,磨损质量损失从54.9mg降低至16.7mg,耐磨性净增加2.3倍,合金磨损方式包括微观切削和显微剥落。高速摄影仪所拍电弧影像和电流电压数据显示,复合粉粒添加CaCO_(3)粉,使其堆焊电弧形态从圆锥形转变变为扁平钟罩形,电弧覆盖面积扩展约2倍。结论复合粉粒引入CaCO_(3)粉,促使电弧扩展,这不仅提高了复合粉粒的熔化量,而且显著降低了母材的稀释作用,以微小成本而显著改善了合金组织及耐磨性。

多元合金强化型高铬铸铁自保护耐磨堆焊药芯焊丝的研制

研制了两种多元合金强化型高铬铸铁自保护耐磨堆焊药芯焊丝,其焊接工艺性能优良,堆焊层具有高硬度和高耐磨性,对其自保护机理和耐磨性进行了分析和讨论。

堆焊-热轧制备高铬铸铁/低碳钢耐磨复合板性能研究

利用高铬铸铁焊条对碳钢板表面进行堆焊,经过对称组坯后分别采用15%,25%,30%的压下率在四辊轧机上进行多道次包覆热轧。采用扫描电镜和能谱点扫描、线扫描等方法对复合材料的结合界面和高铬铸铁层情况进行微观组织观察,并研究热轧对复合板力学性能的影响。实验结果表明,复合板经过热轧后板形良好,高铬铸铁与低碳钢实现热塑性变形;原堆焊结合界面处的裂纹和空隙缺陷被消除且出现了无碳化物区域和组织共生现象,剪切强度提高;热轧使得使堆焊高铬铸铁层的共晶碳化物链网状被打碎,碳化物弥散分布。

WC/高铬铸铁复合层的组织和耐磨性研究

研究了灰铸铁基ＷＣ／高铬铸铁表面复合层的组织和耐磨性。结果表明，利用铸渗工艺可以在灰铸铁表面获得ＷＣ颗粒与亚、过共晶高铬铸铁的复合层；当铸渗剂中ＷＣ质量分数为２０％时，复合层的耐磨粒磨损性能最佳，甚至超过了由Ｆｅ２Ｂ单相组成的渗硼层。

Fe-Cr-C系高碳高铬耐磨堆焊合金微观组织分析

研究了C元素含量6.0%左右时改变Cr元素含量和Cr元素含量40%左右时改变C元素含量两种情况下Cr及C元素各自对Fe-Cr-C合金堆焊层组织的影响。结果表明,C和Cr元素增加时,初生碳化物的量增加。初生碳化物随着C元素和Cr元素的增加,形态越来越规则,分布越来越密集,初生碳化物颗粒的单个尺寸增大。C元素含量6.0%左右,Cr元素含量增大时,初生碳化物微区Cr元素含量增加;而当Cr元素含量40%左右,C元素含量增加时,初生碳化物微区Cr元素含量反而降低。

高铬铸铁芯焊条堆焊层组织分析

基于焊芯过渡合金元素的技术思路,研制了高铬合金铸铁同质堆焊焊条.分析了不同药皮堆焊焊条的堆焊层组织及性能,定量表征了合金元素的过渡系数.结果表明,通过焊芯过渡合金元素的高铬合金铸铁堆焊焊条可获得组织和性能均匀的堆焊层.合金过渡系数高于85%.碱性药皮堆焊焊条堆焊层为亚共晶成分高铬合金铸铁,组织由奥氏体γ+马氏体M+碳化物Cr7C3组成.堆焊层硬度为44.5～56.5 HRC.碱性石墨化型药皮堆焊焊条堆焊层组织由初生碳化物Cr7C3+马氏体M+碳化物Fe7C3+少量石墨G组成,堆焊层硬度可达59～67 HRC.

等离子弧堆焊WC增强型高铬铸铁的组织和性能

采用等离子弧粉末堆焊技术在Q235钢表面分别堆焊高铬铸铁和WC增强型高铬铸铁,通过对各堆焊层的显微组织、化学成分、显微硬度、耐磨性和耐蚀性进行对比分析,揭示WC颗粒对高铬铸铁堆焊层的影响。结果表明,高铬铸铁堆焊层显微组织由初生(Fe,Cr)7C3和共晶组织组成,WC增强型高铬铸铁堆焊层由初生碳化物、WC颗粒和共晶组织组成。与高铬铸铁相比,WC增强型高铬铸铁由于WC的加入,初生碳化物面积分数非常高,共晶组织数量相应减少;WC增强型高铬铸铁的硬度,耐电解腐蚀性和耐热腐蚀性均优于高铬铸铁。两种堆焊层熔合线处的硬度陡降,结合线扫描结果说明,WC的加入不影响WC增强型高铬铸铁堆焊层与基体界面处的冶金结合和堆焊质量。

高铬铸铁堆焊层组织对冲蚀磨损性能的影响

采用正交试验法研究了粘结焊剂中高碳铬铁、石墨、钼铁对埋弧堆焊层组织、硬度及耐冲蚀磨损性能的影响规律。堆焊层为亚共晶组织时，硬度低，耐冲蚀磨损性能差；共晶堆焊层硬度高，耐冲蚀性能有所提高；堆焊层为含有少量一次碳化物的过共晶组织时，硬度高，耐冲蚀磨损性能最好；一次碳化物过多时，虽然硬度高，但耐冲蚀磨损性能下降。试验得到了最佳粘结焊剂配方。

填粉率对复合粉粒和实心焊丝堆焊合金组织及耐磨性的影响

粉末组分经干混、掺粘结剂湿混、旋转造粒、烧结和筛分等工序制备成10目~30目的复合粉粒,将之预置于焊道,以H08A实心焊丝为电弧载体,自保护明弧堆焊高铬合金.借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等方法,研究了填粉率对复合粉粒和实心焊丝堆焊合金组织及耐磨性的影响.结果表明,随着填粉率由30%提高至45%,该堆焊合金的显微组织由亚共晶转变为过共晶结构,主要基体由γ-Fe转变为α-Fe,M7C3相形态由沿晶断续网状或树枝状转变为颗粒状或块状.磨损试验结果表明,该方法堆焊的高铬合金耐磨性优良,与药芯焊丝堆焊高铬合金相当,制备工艺更为简便且经济,合金磨损机制包括磨粒的微切削和显微剥落两种形式.

碳极氩气拘束电弧碳化钨颗粒复合材料堆焊工艺研究

从降低硬质合金的烧损和沉淀出发研制了碳极氩气拘束电弧焊炬用以WC颗粒堆焊,结果表明所设计的焊炬堆焊WC颗粒可明显降低硬质合金颗粒的烧损和沉淀。

改善碳化钨颗粒与高铬铸铁界面结合的效果与机理

利用 H- 80 0透射电镜、WE- 10型万能拉伸试验机和 MM- 2 0 0型磨损试验机研究了碳化钨颗粒与高铬铸铁的界面结合问题 ,并对去除碳化钨颗粒表面的氧化膜和造渣过程进行了热力学计算。结果表明 ,由于 Si- Ca合金对于 WC颗粒表面稳定氧化膜 WO3 的还原造渣作用 ,改善了 WC颗粒与高铬铸铁的界面结合 ;当 WC含量为 2 0 %时 。