B含量对Fe-Cr-C系堆焊合金组织结构及耐磨性的影响

为了进一步提高Fe-Cr-C系堆焊合金的耐磨性,采用等离子粉末堆焊技术,通过调整堆焊合金粉体中硼铁粉的添加量,在Q235钢表面制备不同B含量的Fe-Cr-C耐磨堆焊合金层,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及磨粒磨损试验等分析测试方法,探究B添加量对Fe-Cr-C系堆焊合金组织结构、物相组成及耐磨性的影响。结果表明:当B添加量(以硼铁粉计,下同)为0时,堆焊合金的组织由树枝晶状Fe和菊花状(Fe,Cr)_(7)C_(3)+Fe共晶组织组成。随着B添加量的增加,堆焊层中(Fe,Cr)_(7)(C,B)_(3)硬质相的体积分数增加。(Fe,Cr)_(7)(C,B)_(3)相的析出量达到一定值后,初晶B_(0.7)Fe_(3)C_(0.3)相生成。当B添加量为20.0%时,(Fe,Cr)_(2)B硬质相大量析出。堆焊层的硬度整体呈现上升-陡降-上升的趋势,B-10试样的硬度达到63.1 HRC。磨粒磨损试验结果显示,堆焊合金层耐磨性呈现上升-平缓-上升的趋势,B-20试样的耐磨性增至B-0试样的2.8倍。

Co对Ni-Ti-Cr-C系熔覆层性能的改进

在金属陶瓷熔覆层中用V,W系粉末作为凝结相可改善熔覆层的结构和抗裂、抗蚀、耐磨性能,但凝结效果不是很好。为此,向Ni-Ti-Cr-C粉末中添加Co粉制成焊条,利用氩弧堆焊制备了Co-Ni-Ti-Cr-C系熔覆层,对比研究了Ni-Ti-Cr-C和Co-Ni-Ti-Cr-C系熔覆层的相组成、组织结构、成分分布和断面显微硬度分布;并比较了2种熔覆层在不同温度温度和攻角条件下的抗冲蚀性能。结果表明:添加Co粉作为凝结相,有效抑制了熔覆层中气孔、裂纹等缺陷的形成;熔覆层的抗冲蚀性能和耐磨性有所提高。

电沉积非晶态Cr-C合金镀层结构变化对硬度的影响

采用电沉积非晶态Cr C合金技术 ,获得了镀态硬度为 110 0HV的高硬度镀层。X 射线衍射分析和扫描电镜结果表明 ,镀层在镀态具有较高的硬度是由于镀层的非晶态Cr C合金结构。热处理温度在 5 0 0℃以下时 ,镀层硬度随温度升高而升高 ,是由于Cr的微晶化和Cr7C3、Cr2 3C6 等金属间化合物析出的结果。 5 0 0℃以上 ,镀层表面因高温氧化部分塌陷并呈疏松状态 。

Fe-Cr-C耐磨堆焊合金磨粒磨损行为

采用埋弧堆焊方法,在Q235钢表面制备Fe-Cr-C耐磨合金,在MLS—225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机上进行磨粒磨损试验,通过对磨损试样表面的扫描电子显微镜观察分析并结合能谱成分分析研究磨损形成机制.结果表明,Fe-Cr-C耐磨堆焊合金在试验的湿石英砂磨料磨损条件下,磨损机制以微裂纹引起的剥落去除机制为主,也存在一定数量的犁沟或犁皱造成的微切削去除机制.剥落的发生与碳化物密切相关,能谱成分分析表明剥落坑内Cr元素含量对应在(Cr,Fe)7C3铬含量范围内,说明剥落坑是碳化物断裂造成的.

氢化锆表面电镀Cr-C氢渗透阻挡层分析

用电镀法在氢化锆表面生成致密的Cr-C合金层,经过700℃、144h保温后,基体中氢化锆晶体结构仍然为电镀和加热前的ZrH_(1.801),说明该镀层能够有效地阻挡氢的析出。XPS和SEM分析结果证明,镀层由cr和c组成；其中存在O-H键和可能存在C-H键。这两种键的存在说明,氢被阻挡的原因可能是氢在渗透过程中被镀层中的O和C所捕获。

Fe-Cr-C-B-Nb堆焊合金的显微组织和耐磨性

采用明弧自保护法制备Fe-Cr-C-B-Nb系耐磨堆焊合金,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段,分析堆焊层中的物相组成,探究熔池中硬质相析出顺序,研究B和Nb元素含量对其显微组织和耐磨性影响.结果表明,制备的堆焊合金显微组织为马氏体+残余奥氏体+M23(C,B)6+Nb C,Nb C先于M23(C,B)6生成.当堆焊层中B元素含量为0.21%,Nb元素含量为1.44%时,可以使堆焊合金有较高的硬度和耐磨性.洛氏硬度可达69 HRC±1.5 HRC,磨损量为0.037 6 g.过量的B元素不利于Nb C析出,而使Nb元素固溶强化硼化物和基体.耐磨性试验结果表明,M23(C,B)6和Nb C两种硬质相显著改善了Fe-Cr-C-B-Nb系堆焊合金的耐磨性.

Fe-Cr-C-V等离子堆焊层改善旋耕刀耐磨性和冲击韧性

为解决农机触土部件耐磨性差、失效频繁等问题,该文采用等离子堆焊技术在65Mn钢基体上制备Fe-Cr-C-V堆焊层;利用金相显微镜、X射线衍射仪分析了堆焊层的显微组织和物相构成;利用显微硬度计、往复式摩擦磨损试验机、自制土槽磨损试验机、冲击试验机等设备测试了堆焊层的显微硬度、耐磨性及冲击韧性。结果表明,堆焊层与基体呈良好的冶金结合,Fe-Cr-C-V堆焊层主要由α-Fe、Cr7C3、M7C3([Fe,Cr]7C3)、Fe-Cr固溶体、VC等组成。与65Mn淬火钢相比,Fe-Cr-C-V堆焊层的维氏硬度提高了75%,磨损质量降低了约67%。与Fe-Cr-C堆焊层相比,Fe-Cr-C-V堆焊层维氏硬度提高了HV0.5100,冲击韧性提高了21%。与常用的65Mn铲尖相比,有Fe-Cr-C-V堆焊层的深松铲铲尖磨损质量减少了78%,与常用60Si2Mn旋耕刀相比,有Fe-Cr-C-V堆焊层的旋耕刀平均磨损质量减小约50%。该研究可为延长旋耕刀使用寿命提供参考。

Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金研究进展

Fe-Cr-C堆焊合金具有成本低、品种多、耐磨性好等优点,是当前堆焊合金研究的重要方向之一,应用前景广阔。本文针对Fe-Cr-C堆焊合金的凝固行为、组织演变规律、焊态合金典型显微组织特征、耐磨性影响因素等研究内容进行论述,在此基础上介绍了该堆焊合金的具体工程应用,并对今后的研究方向进行了展望。

Fe-Cr-C系堆焊耐磨材料的研究现状与展望

介绍了Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金的主要用途,综述了近年来的研究成果以及将来的发展方向。分析表明,初生M7C3垂直于堆焊层表面、多元合金的强化、硬质相呈弥散分布并与基体组织良好的强韧性匹配、不同磨损工况条件堆焊层强韧关系的合理选择能使耐磨效果达到最佳。特殊工况的Fe-Cr-C系堆焊材料的开发及其特种堆焊技术将成为未来研究的新趋势。

添加剂在电沉积非晶态Cr-C合金工艺中的作用

对有机添加剂在电沉积非晶态Cr-C合金工艺中的作用进行了研究 .结果表明 ,添加剂是镀层形成非晶态Cr-C结构的决定性组成 ,能提高Cr电沉积电流效率 。

焊后热处理对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织和磨损性能的影响

采用埋弧堆焊方法在Q235低碳钢基体上制备了Fe-Cr-C耐磨堆焊层。利用光学显微镜、SEM和TEM分析了堆焊合金的显微组织,并进行了磨粒磨损试验。结果表明,焊后热处理（850-1000℃）未改变堆焊合金组织中的初生碳化物和共晶碳化物的基本形貌,但堆焊层表面宏观硬度与焊态相比约降低25%。经过同样的热处理过程,初生碳化物的硬度降低较少,平均降低约5%。经过热处理后基体的硬度平均降低约为39%。焊后热处理对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金磨粒磨损性能的影响较大,焊后经过850℃～1000℃加热30min,相对耐磨性只能达到焊态的16%～32%。热处理后碳化物和基体的匹配关系发生恶化是造成耐磨性降低的主要原因。

纳米Y_2O_3对过共晶Fe-Cr-C堆焊合金表面微观组织与耐磨性的影响

目的研制一种新型添加纳米Y2O3的过共晶Fe-Cr-C堆焊合金,改善堆焊合金粗大的初生M7C3碳化物,提高堆焊合金的耐磨性。方法采用明弧堆焊的方法制作堆焊合金,用金相电子显微镜对其表面微观组织进行观察,用洛氏硬度计对其表面硬度进行测量,用砂带摩擦磨损试验机对其表面耐磨性进行评价,用扫描电子显微镜对其磨损形貌进行观察。最后,利用错配度理论对M7C3的细化机理进行分析。结果过共晶Fe-Cr-C堆焊合金由初生M7C3和共晶组织(共晶M7C3、奥氏体及部分马氏体)组成。未添加Y2O3的堆焊合金初生M7C3比较粗大,其平均尺寸在22μm,硬度为55HRC,磨损量为0.85mg/mm2。经纳米Y2O3改性之后,堆焊合金的初生M7C3尺寸变小,其平均尺寸为16μm,硬度为57HRC,磨损量减少为0.59 mg/mm2,Y2O3的(001)面与正交M7C3的(100)面之间的二维错配度为8.59%。结论 Y2O3可以成为M7C3的非均质形核核心,从而细化了过共晶Fe-Cr-C堆焊合金的初生M7C3碳化物,提高了过共晶Fe-Cr-C堆焊合金表面耐磨性。

钒对Fe-Cr-C耐磨堆焊层性能的影响

在Fe-Cr-C耐磨堆焊合金中加入钒,研究钒对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金焊态和焊后热处理态性能的影响.采用埋弧堆焊方法在Q235低碳钢基体上制备了堆焊层,利用光学金相、SEM分析了堆焊合金的显微组织,并进行了硬度和磨料磨损试验.结果表明,焊后加热对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金的硬度有较大影响.经过焊后加热,基体组织的硬度降低值都大于22%,降低值最大的是不含钒的Fe-Cr-C耐磨堆焊合金,达到37.7%.焊后加热对初生碳化物M7C3的硬度影响较小,其硬度降低值为1.4%～11.3%.含0.4%V可以有效的提高Fe-Cr-C耐磨堆焊合金高温热处理后的耐磨料磨损性能.以淬火态的45钢为标样,在经过900℃焊后热处理,含0.4%V的Fe-Cr-C耐磨堆焊合金相对耐磨性为1.9,而同样条件下不含钒的试样相对耐磨性只有1.3,两者相比,含0.4%V的合金相对耐磨性提高了46%.

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。

Mo含量对碳弧堆焊Fe-Cr-C-Mo-B耐磨层组织和性能的影响

目前，对Fe-Cr-C-Mo-B合金堆焊技术研究报道较少。采用碳弧焊方法，在Q235钢表面堆焊Fe-Cr-C-Mo-B合金层，采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了堆焊层的组织结构、形貌及成分。采用摩擦磨损试验研究了堆焊层的耐磨性，探讨了不同Mo含量对堆焊层组织和性能的影响。结果表明：Mo含量为0-2．5％（质量分数）时，堆焊层组织主要为亚共晶组织，Mo含量为4．0％时，组织中出现了少量大块状初生碳化物，有向过共晶转变的趋势；堆焊层组织主要为马氏体、铁素体、珠光体，碳化物主要为Cr7C3，Cr23C6以及B4C；随着Mo含量的增加，堆焊层的硬度增加，堆焊层的磨损失重呈减小趋势，Mo含量为4．0％时硬度达到最大值62．5HRC，磨损失重最小，堆焊层划痕最浅，耐磨性最好。

B对碳弧焊Fe-Cr-C系耐磨合金的组织和耐磨性影响

采用碳弧焊的方法,通过在较高范围内（0.4%-2.5%）调节Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金粉块中B的含量,探讨B对组织和耐磨性能的影响。结果表明,添加B使得初生碳化物明显细化,数量明显增多,分布也趋于均匀,细小的共晶碳化物增多,并产生硬质相B4C。实验中4种合金粉块均与基体（Q235）有良好的冶金结合。B的质量分数在0.4%-2.5%范围内随着含量的升高,堆焊层的硬度和耐磨性呈上升趋势。当B的质量分数为2.5%时,其硬度达到64.7HRC,磨损质量损失仅为1.1 mg。

自保护药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B-W合金的组织及性能

采用自保护药芯焊丝明弧堆焊技术制备五组不同钨含量的Fe-Cr-C-B-W合金.借助金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计和磨损试验机分析堆焊合金的组织及性能.结果表明,合金的显微组织由马氏体、残余奥氏体、M7(C,B)3,M3(C,B),Fe3W3C和WC组成.大部分钨元素被迁移到晶界生成了比WC稳定性更好的Fe3W3C缺碳复合相,堆焊层中没有典型的初生WC硬质相颗粒生成.随着钨添加量的增多,共晶硬质相M7(C,B)3,M3(C,B)和Fe3W3C随之增多,间距减小,呈连续网状均匀分布.当钨的添加量为12%时,堆焊层的耐磨性达到最佳.

黑Cr-C纳米复合电沉积工艺中电流密度的确定

研究了电流密度对黑Cr-C纳米复合镀层组织及性能的影响。通过扫描电镜(SEM)观察复合镀层的表面形貌,并测定了镀层的显微硬度。结果表明,黑Cr-C纳米复合镀层显微硬度最高达10.5 GPa,镀层中微粒的体积分数最高达8.12%,电沉积复合电镀最佳电流密度为100 A/dm2。

黑Cr-C纳米复合功能镀层的制备及影响因素

研究镀液中纳米C颗粒浓度、电流密度、温度、搅拌方式等对复合电沉积Cr-C镀层性能的影响。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析镀层表面显微组织及相结构,利用显微硬度计对复合镀层进行显微硬度测试。结果表明,调整工艺参数可获得表面结晶均匀致密的黑Cr-C纳米复合镀层,显微硬度最高达10·8GPa,镀层中颗粒体积分数最高达8·82%。电沉积复合镀最佳工艺参数是:电流密度为100A/dm2、温度为15℃、镀液中纳米C颗粒含量为10g/L,采用超声波分散辅助慢速机械搅拌。

焊后冷却方式对Fe-Cr-C-B堆焊合金强韧性的影响

为了提高Fe-Cr-C-B堆焊合金的强韧性,采用多元合金Fe-Cr-C-B自保护耐磨堆焊药芯焊丝,通过明弧堆焊方法在Q235母材金属表面制备相应的堆焊合金,焊后分别采用空冷与空冷+水冷却2种冷却方式进行冷却;采用SEM(附带EDS)、XRD、冲击试验机和硬度计等观察并测试了所制备合金的组织结构和性能。结果表明:焊后空冷堆焊合金的宏观硬度为62 HRC,冲击韧性为6.8 J/cm2,组织由板条马氏体+残余奥氏体和(Fe,Cr)2(B,C)、(Fe,Cr)3(B,C)、(Fe,Cr)23(B,C)6硼碳化物组成;空冷+水冷组织较空冷减少了(Fe,Cr)3(B,C)物相,宏观硬度提高了5 HRC,冲击韧性提高了6.7 J/cm2。组织尺寸细化、硼碳化物局部断网和基体中合金元素含量提高等的共同作用,是空冷+水冷堆焊合金宏观硬度和冲击韧性提高的主要原因。