EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金熔覆层的微观组织及性能

在EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金熔覆层,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)及显微硬度仪研究熔覆层微观组织及物相结构,并分析熔覆试样的力学性能。结果表明,Fe314合金熔覆层成型良好,无缺陷。熔覆层底部组织由平面晶与平面晶上方垂直于界面生长的粗大树枝晶组成,中部与上部组织以交叉树枝晶为主。熔覆层主要由奥氏体枝晶与枝晶间的(Cr、Fe)7C3相组成。熔覆层的显微硬度值高于基体,熔覆试样抗拉强度升高,但塑性韧性降低。冲击试样断口熔覆层为宏观上解理断裂,微观上局部准解理断裂的混合断裂机制,基体为宏观上小孔聚集型断裂,微观上准解理断裂的韧性断裂机制。

振动加速度对等离子增材制造Fe314合金应力变形和组织性能的影响

在等离子堆焊Fe314自熔性合金粉末增材制造过程中施加振动,利用盲孔法、扫描电子显微镜、拉伸试验等表征方法,对比分析了施加振动后成形件应力变形和组织性能的变化情况。结果表明,施加振动后,虽然对薄壁件和精细结构的成形是不利的,但是成形试样的残余变形和残余应力都有一定程度的改善,其中4 m/s^2的振动加速度对残余应力的降低效果最明显,6 m/s^2的振动加速度对残余变形的降低效果最佳;施加振动后,成形试样的组织发生明显的细化,拉伸性能得到提升,其中4 m/s^2的振动加速度对枝晶的细化效果最优且对材料的综合力学性能提升最佳。

激光增材Fe314修复1Cr18Ni9Ti不锈钢结合面工艺匹配性研究

保证结合面具有良好的工艺匹配性是成功进行修复的关键一环,然而目前少有面向野外环境激光增材修复结合面工艺匹配性的应用研究。试验采用氮气作为载粉气体,进行激光增材成形Fe314修复1Cr18Ni9Ti不锈钢工艺匹配性研究,通过对结合面缺陷、硬度分布、元素分布、显微组织的分析,得到结合面的合理匹配工艺参数,最后采用该工艺参数对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行修复。结果表明:从结合面开始显微组织依次为平面晶组织、柱状晶混合树枝晶;当激光功率为170 W时,结合面工艺匹配性最佳;在170 W激光功率下进行激光增材修复,修复试样断裂形式为韧性断裂,修复试样抗拉强度为622 MPa,高于1Cr18Ni9Ti不锈钢基体的3.27%。

基于金属磁记忆评价裂纹埋深对激光熔覆层应力的影响

利用金属磁记忆技术对裂纹/应力交互影响的Fe314合金激光熔覆层应力状态进行了评价.基于"当量法",通过机加工方法在Fe314合金激光熔覆层中加工宽度恒定,埋深分别为2.5,3.0,3.5和4.0 mm的规则矩形槽模拟不同埋深的裂纹,研究了裂纹埋深对Fe314合金激光熔覆层磁场强度法向分量H_p(y)的影响规律.利用SEM对Fe314合金激光熔覆层微观组织进行观察,结合其微观组织特征分析了对H_p(y)的影响.结合压磁理论,澄清了金属磁记忆评价裂纹/应力交互作用下Fe314合金激光熔覆层应力状态的机理,获得裂纹埋深、载荷及H_p(y)梯度变化值K间关系.结果表明,随载荷增大,磁畴的有序转变导致H_p(y)曲线以过0点为中心呈顺时针转动,H_p(y)曲线斜率与幅值逐渐变大,裂纹处K逐渐变大;各向异性组织及层间界面引起应力集中,从而导致H_p(y)曲线波动明显;载荷相同时,裂纹处K随裂纹埋深增大呈二次多项式规律减小;裂纹埋深相同时,裂纹处K随载荷增大而增大;裂纹埋深越小,载荷对裂纹处K影响越明显.裂纹埋深大于3.0 mm时,Fe314合金激光熔覆层变形能力弱于45钢变形能力从而导致裂纹处K随载荷增大的速率较慢.