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Si对明弧堆焊合金M_7C_3相及耐磨性的影响

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材料工程 2017年第4期45卷 34-40页

作者：田兵龚建勋刘江晴吴慧剑湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备Fe-17Cr-4C-2V-Mn-Si-Ti多元合金系堆焊合金。借助金相显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等手段,研究硅对其M_7C_3(M=Fe,Cr,V,Mn)相及耐磨性的影响。结果表明:当硅含量从0.6%(质量分数,下同)增加到2.4%时... 详细信息

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备Fe-17Cr-4C-2V-Mn-Si-Ti多元合金系堆焊合金。借助金相显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等手段,研究硅对其M_7C_3(M=Fe,Cr,V,Mn)相及耐磨性的影响。结果表明:当硅含量从0.6%(质量分数,下同)增加到2.4%时,初生M_7C_3相由板条状转变为块状弥散分布;其相邻间隔的γ-Fe数量逐渐减少直至消失。硅改变了初生M_7C_3形核前驱体-液态合金化高碳原子团簇的属性而引起其形态、分布和尺寸改变。磨损结果表明,当硅含量从0.6%增加至2.4%时,合金耐磨性先提高后下降,至1.5%时耐磨性最佳,微切削和微观断裂两种磨损机理并存。

关键词：明弧堆焊多元显微组织耐磨性

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SiC对自保护明弧高铬堆焊合金性能的影响

材料工程 2011年第10期39卷 61-65页

作者：唐天顺龚建勋肖逸锋路德斌湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

采用药芯焊丝自保护明弧堆焊方法制备了系列高铬合金,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及湿砂耐磨性实验,研究了SiC含量对其性能的影响。结果表明,SiC显著影响其显微组织形态、尺寸、数量及分布。当SiC含量0%～4%(质量分数,下同)... 详细信息

采用药芯焊丝自保护明弧堆焊方法制备了系列高铬合金,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及湿砂耐磨性实验,研究了SiC含量对其性能的影响。结果表明,SiC显著影响其显微组织形态、尺寸、数量及分布。当SiC含量0%～4%(质量分数,下同)时,堆焊层组织晶粒细化,共晶组织(α-Fe+M3(C,B))数量增加,耐磨性下降;当其含量增加到8%时,堆焊层组织形成初生M23C6碳化物而改善耐磨性;但当SiC加入量大于12%时,SiC分解出过量的硅原子反而会使焊缝的石墨化倾向增加,抑制初生M23C6碳化物形成,致使耐磨性下降。磨损形貌分析表明,随SiC增加,其磨损方式从凿削为主转变为刮伤与凿削两种方式共存。

关键词：明弧自保护堆焊药芯焊丝耐磨性

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高铬明弧堆焊合金的显微组织及耐磨性

焊接学报 2012年第11期33卷 43-46,50页

作者：龚建勋肖逸锋湘潭大学机械工程学院湘潭411105

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了含有(质量分数,%)Cr 21～23,C 3.5～4.2,Si 1.4～1.6,B 0～1.8的耐磨合金.采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪,研究B4C对其显微组织及耐磨性的影响,分析了明弧堆焊熔池凝固... 详细信息

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了含有(质量分数,%)Cr 21～23,C 3.5～4.2,Si 1.4～1.6,B 0～1.8的耐磨合金.采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪,研究B4C对其显微组织及耐磨性的影响,分析了明弧堆焊熔池凝固特点及Si,B等元素对焊缝脱氧的影响.结果表明,Si5C3可充当初生M7C3相的非均匀形核核心,随着外加B4C含量增加,初生M7C3相体积分数和尺寸均显著增加,形态由弥散分布转为聚集排列.此外,湿砂磨粒磨损试验和表面磨损形貌分析结果显示其耐磨性取决于初生M7C3相尺寸及分布形态,微观剥落为主要磨损机理.

关键词：明弧高铬堆焊耐磨性显微组织

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

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表面技术 2023年第2期52卷 215-224页

作者：龚建勋刘超黄洪江艾孝文刘书同湘潭大学机械工程和力学学院湖南湘潭411105

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... 详细信息

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。

关键词：复合粉粒明弧堆焊高铬合金活性剂碳酸钙耐磨性

硅对自保护明弧堆焊合金Fe-Cr-C-B显微组织及性能的影响

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焊接学报 2013年第7期34卷 17-20,113-114页

作者：龚建勋丁芬唐天顺肖逸锋湘潭大学机械工程学院湘潭411105

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法在Q235A基体上制备了Fe-Cr-C-B-Si耐磨合金.借助光学显微镜、扫描电镜、X-射线衍射仪和硬度测试等手段研究了以Fe-Si形式加入的硅含量对其组织和性能的影响.结果表明,硅含量显著影响其碳化物形貌、分布及尺... 详细信息

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法在Q235A基体上制备了Fe-Cr-C-B-Si耐磨合金.借助光学显微镜、扫描电镜、X-射线衍射仪和硬度测试等手段研究了以Fe-Si形式加入的硅含量对其组织和性能的影响.结果表明,硅含量显著影响其碳化物形貌、分布及尺寸,具体表现为硅含量提高,随之出现了硬度高达9.75～13.54 GPa的白色团状相,尺寸增大并呈聚集分布;背散射电子扫描图、电子能谱分析和显微硬度测试显示该团状相为双相复合碳化物,其内部为M23C6相,外表则是较低Cr,C元素含量的碳化物.此外湿砂磨粒磨损试验结果表明,适量硅显著改善了明弧堆焊合金的耐磨性,所含M23C6相尺寸和显微硬度明显影响其磨损失重.

关键词：明弧堆焊自保护显微组织耐磨性

Ti对明弧高硼堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

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金属热处理 2017年第6期42卷 142-148页

作者：刘江晴龚建勋张立成湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了Cr8B4C2Ti Si高硼堆焊合金,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜以及电子能谱仪,考察了Ti含量对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明:该高硼堆焊合金中M_(23)(C,B)6相先于M3(C,B)相形成,显著抑制... 详细信息

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了Cr8B4C2Ti Si高硼堆焊合金,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜以及电子能谱仪,考察了Ti含量对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明:该高硼堆焊合金中M_(23)(C,B)6相先于M3(C,B)相形成,显著抑制了γ-Fe+Fe_3(C,B)脆性共晶相的形成而改善了其韧性和耐磨性;随着Ti加入,先期析出Ti_8C_5颗粒充当初生M_2B的非均匀形核核心,促使其尺寸减小且弥散分布,也使包裹该相的M_(23)(C,B)6逐渐减少,改变为共晶M_(23)(C,B)_6;过多的Ti_8C_5相析出会耗尽熔体中过多的碳,致使初生M_2B相生长阻力减小而择优长大为板条状晶,且Ti_8C_5相吸碳生长而使M2B相胀裂。Cr8B4C2TiSi高硼堆焊合金的宏观硬度和磨损量随着钛含量增加首先轻微波动,当增至1.2%时,耐磨性最好,其磨损机理包含微观剥落和微切削两种,微观剥落为其主要磨损机制。

关键词：高硼合金堆焊显微组织耐磨性明弧

Mo对高硬度明弧堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

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金属热处理 2016年第5期41卷 67-72页

作者：龚建勋刘江晴李毅湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了含有11%~13%Cr、3.5%~3.8%C、2.1%~2.3%Nb、0.6%~0.7%B、0%~4.0%Mo（质量分数）且宏观硬度高达65 HRC的耐磨合金。采用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了钼含量对其显微组织及耐磨性的影响... 详细信息

采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了含有11%~13%Cr、3.5%~3.8%C、2.1%~2.3%Nb、0.6%~0.7%B、0%~4.0%Mo（质量分数）且宏观硬度高达65 HRC的耐磨合金。采用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了钼含量对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明：随着钼含量增加,合金组织整体细化,形成了强韧性配合良好的奥氏体＋针状马氏体复合基体以及韧性更好的M（23）（C,B）6＋原位析出Nb C耐磨相,脆性变态莱氏体Ld＇的形成得到明显抑制。此外,湿砂磨粒磨损试验结果表明,适量Mo减小碳化物间隔尺寸及Nb C颗粒脱落几率,显著改善耐磨性,但如加入过多,合金磨损机制会变为磨粒显微切削。

关键词：明弧堆焊显微组织耐磨性药芯焊丝

WC含量对明弧堆焊奥氏体合金显微组织及耐磨性的影响

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粉末冶金材料科学与工程 2016年第4期21卷 562-568页

作者：吴慧剑龚建勋刘江晴李毅湘潭大学机械工程学院湘潭411105

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊制备 Cr9Mn6Nb2WVSiTi 奥氏体耐磨堆焊合金，借助 XRD，SEM， EDS及光学显微镜研究外加WC颗粒对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明，随焊丝药芯中WC增加，奥氏体晶粒细化，沿晶分布的多元合金化碳化... 详细信息

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊制备 Cr9Mn6Nb2WVSiTi 奥氏体耐磨堆焊合金，借助 XRD，SEM， EDS及光学显微镜研究外加WC颗粒对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明，随焊丝药芯中WC增加，奥氏体晶粒细化，沿晶分布的多元合金化碳化物数量增加。初生γ-Fe相原位析出了（Nb,Ti,V）C相和残留WCx颗粒，起到晶内弥散强化作用，沿晶分布的（Nb,Ti,V）C和M6C（M=Fe,Cr,Mn,V,W）相隔断了网状或树枝状的沿晶M7C3相，使其细化、断续分布而提高合金韧性，减轻沿晶碳化物数量增加的不利影响。硬度和磨损测试结果显示，明弧堆焊奥氏体合金洛氏硬度仅为40～47，但其磨损质量损失低于高铬铸铁合金，具有良好耐磨性；随外加WC含量提高，奥氏体合金晶内和晶界显微硬度差异显著减小，合金表面趋于均匀磨损而改善耐磨性。该奥氏体合金的磨损机制主要是磨粒显微切削，适用于带有一定冲击载荷磨粒磨损的工况下使用。

关键词： WC 明弧堆焊奥氏体显微组织耐磨性

Si元素对明弧堆焊奥氏体合金组织及耐磨性的影响

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材料保护 2018年第3期51卷 26-30,40页

作者：张立成龚建勋姚惠文湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

为获得以奥氏体为基体且韧性及耐磨性良好的明弧堆焊合金,采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了以奥氏体为基体的Fe-C-Mn-Cr-Nb-V-Ti系多元耐磨合金,借助X射线衍射仪、扫描电镜及其附属能谱仪等测试手段,研究了Si含量对其组织和耐磨性的... 详细信息

为获得以奥氏体为基体且韧性及耐磨性良好的明弧堆焊合金,采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了以奥氏体为基体的Fe-C-Mn-Cr-Nb-V-Ti系多元耐磨合金,借助X射线衍射仪、扫描电镜及其附属能谱仪等测试手段,研究了Si含量对其组织和耐磨性的影响。结果表明:堆焊合金基体为γ-Fe,硬质相有(Fe,Cr,Mn,V)_(23)C_6,(Nb,Ti)C和(Fe,Cr)_3(C,B)等;当堆焊合金含1.5%Si(质量分数)时,出现了沿晶(Fe,Cr,Mn,V)_7C_3相;随着Si含量提高,沿晶界分布的(Fe,Cr,Mn,V)_(23)C_6型碳化物数量先增加然后减少,形态从树枝骨架状变为层片状离散孤立分布,胞状γ-Fe晶内原位析出的(Nb,Ti,V)C复合碳化物随之增大,堆焊合金耐磨性呈先提高后下降再提高的趋势;0.9%Si和1.5%Si堆焊合金试样的磨损质量损失低于一般高铬铸铁,具有良好的耐磨性和韧性,其磨损机制主要为磨粒的显微切削。

关键词：奥氏体明弧堆焊显微组织耐磨性