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热加工工艺 2022年第24期51卷 63-67页

作者：张广成高俊朱子越李继红西安航天动力机械有限公司陕西西安710025 西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048

为了优化Q345低碳钢的表面使用性能,减少基材对Ni基熔覆层的稀释作用,设计了3组不同Fe含量的镍基金属粉芯焊丝,采用TIG沉积方法制备了3种过渡层+inconel 625熔覆层,利用OM、SEM、EDS和显微硬度测试等方法,研究了熔覆层的微观组织、元素... 详细信息

为了优化Q345低碳钢的表面使用性能,减少基材对Ni基熔覆层的稀释作用,设计了3组不同Fe含量的镍基金属粉芯焊丝,采用TIG沉积方法制备了3种过渡层+inconel 625熔覆层,利用OM、SEM、EDS和显微硬度测试等方法,研究了熔覆层的微观组织、元素分布、物相组成、界面元素扩散和表面硬度等,为梯度Ni基熔覆层的推广应用提供一定的理论支撑。结果表明,在凝固温度的影响下,熔覆层由界面至顶部形成了不同的晶粒形貌。熔覆层主要由FCC结构的γ-Ni基体、Laves相和MC相组成,其中,由于微观偏析的存在,固溶体内元素分布不均匀,Ni、Cr、Fe元素主要富集在晶内,Mo、Nb在晶间聚集;随着Fe元素含量的增加,过渡熔覆层中元素偏析程度有所减缓,不规则形状的Laves相含量减少;得益于合金元素的固溶强化和第二相粒子强化作用,inconel 625熔覆层平均硬度达到200 HV0.2以上,过渡层上部由于重复热输入影响,硬度值略低;熔覆层显微硬度均高于Q345基材。

关键词： TIG堆焊 Q345钢 inconel 625 微观组织显微硬度

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基于自由能计算镍基熔覆层组织演化机理及性能研究

基于自由能计算镍基熔覆层组织演化机理及性能研究

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作者：朱子越西安理工大学

学位级别：硕士

单一金属材料性能极限难以突破,随着现代工业技术的发展,对航空航天、石油化工等尖端科技领域大型装备器件性能的限制作用日益显著。钢铁材料作为工业发展的基础材料,面临的服役环境愈加恶劣与材料使用性能难以提高的矛盾愈发显著。Inco... 详细信息

单一金属材料性能极限难以突破,随着现代工业技术的发展,对航空航天、石油化工等尖端科技领域大型装备器件性能的限制作用日益显著。钢铁材料作为工业发展的基础材料,面临的服役环境愈加恶劣与材料使用性能难以提高的矛盾愈发显著。inconel 625合金作为一种固溶强化型镍基高温合金,具有良好的高温强度、高蠕变强度、疲劳强度等力学性能,同时具有优异的抗氧化性和耐腐蚀性。高温合金精密铸造件的冶金质量、合格率与服役性能均不能很好地满足使用要求,通常采用表面工程技术的手段将inconel 625合金熔覆在传统钢铁材料上,从而制造综合性能优异的复合材料。因此开展inconel 625合金熔覆表面改性研究,具有重要的理论意义和工程应用前景。针对镍基熔覆层制备过程中,基体稀释及熔池速热速冷作用导致熔覆层成分改变、元素偏析和脆性析出相形成等问题,从熔覆材料成分设计入手,调控熔覆层组织性能;采用熔体热力学理论研究多元合金熔体的热力学性质,为熔覆材料成分设计提供理论依据,利用原子对库仑力模型优化相互作用系数的计算方法,采用分子相互作用体积模型(MIVM)计算inconel 625多元合金熔体及各析出相液相自由能;计算结果显示Ni、Cr、Fe为负偏析元素,Mo、Nb为正偏析元素,且Nb元素的偏析驱动力远大于Mo;各析出相液相自由能均低于inconel 625四主元合金熔体自由能,Laves相形成有较大的热力学驱动力;Fe元素可以有效降低多元混合合金熔体及Laves液相自由能,随着Fe元素的增加,Laves相形成的热力学驱动力减小;根据成分-自由能曲线设计了 3种不同Fe含量的镍基熔覆材料,通过TIG电弧熔覆在Q345表面制备了 inconel 625-nFe的单层熔覆层及inconel 625-nFe+inconel 625的双层熔覆层,其中n=9.15,11.58,13.67wt.%。通过温度场模拟,研究了热历史对熔覆层不同区域显微组织变化的影响规律,熔池底部及边缘区域主要为胞状组织,中部和上部出现柱状晶、柱状枝晶、等轴晶组织。随着Fe元素含量增多,元素偏析程度有所减缓,柱状晶形貌特征增多,Laves相含量减小,晶粒细化;基体与熔覆层结合界面处硬度值可达200HV0.2以上,过渡熔覆层硬度值有所降低,inconel 625熔覆层硬度均匀,可达200 HV0.2以上。在此基础上,研究了基体与熔覆层在室温条件下的摩擦磨损行为以及电化学性能。Q345基体磨损表面出现较深的犁钩,磨损严重;单层熔覆层发生明显的粘着磨损,磨损量随Fe含量的增加而增加;双层熔覆层受基体稀释作用影响较小,固溶强化效果优于单层熔覆层,耐磨性更好;双层熔覆层Cr含量高,磨损过程伴随着氧化膜的破坏与持续形成,有效减少了粘着磨损,耐磨性能提高。电化学测试结果发现,随着Fe元素的增加,单层熔覆层容抗弧呈现逐渐增大的趋势,极化曲线特征参数表明,Fe含量为13.67wt.%的熔覆材料制备的单层熔覆层具有最佳的耐均匀腐蚀和耐点蚀性能,相较于单层熔覆层,双层熔覆层易发生腐蚀反应,但双熔覆层Fe含量少,钝化膜稳定性高,耐点蚀性能优于单层熔覆层。

关键词：电弧熔覆熔体自由能 inconel 625 Laves 摩擦磨损电化学行为

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热丝激光熔覆技术在垃圾处理行业的应用

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电焊机 2020年第7期50卷 127-133,I0009页

作者：方裕存余宁李振伟珠海市新维焊接器材有限公司广东珠海519040

在膜式壁受热面堆焊一层薄且均匀的inconel 625镍基合金耐高温腐蚀表面改性层,经证明是一种能有效延长垃圾焚烧炉使用寿命、性价比最高、可行且可靠的解决方案。传统的膜式壁电弧堆焊技术存在堆焊层稀释率高、熔覆效率低、工件需竖立施... 详细信息

在膜式壁受热面堆焊一层薄且均匀的inconel 625镍基合金耐高温腐蚀表面改性层,经证明是一种能有效延长垃圾焚烧炉使用寿命、性价比最高、可行且可靠的解决方案。传统的膜式壁电弧堆焊技术存在堆焊层稀释率高、熔覆效率低、工件需竖立施焊等弊端。热丝激光熔覆技术采用大功率、能量平顶分布的特殊波长半导体激光器,配合35 kHz超高频脉冲低压热丝电源,利用龙门式焊车,在水平放置的膜式壁曲面上大面积堆焊inconel 625镍基合金,可得到稀释率5%以下、熔覆效率达到8.8 kg/h的优质堆焊层。在提高堆焊层品质的同时,可显著提高生产效率,简化工件安装程序,降低用工成本,避免安全隐患。

关键词：激光熔覆水冷膜式壁稀释率 inconel 625 热丝

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双金属复合管焊接接头耐点状腐蚀性能研究

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世界有色金属 2023年第8期 226-228页

作者：邱蜀峰唐力周彬李阳中国石油西南油气田川东北气矿四川达州635002 中国石油西南油气田天然气净化总厂重庆401220 四川石油天然气建设工程有限责任公司四川成都610000

通过全自动钨极氩弧焊(GTAW)制备了双金属复合管(L360QS+UNS N08825)焊接接头,采用浸泡腐蚀,电化学腐蚀研究了复合管根焊接头处的耐点蚀性能,并通过光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM/EDS)对根焊接头不同部位的组织,物相和腐蚀形貌进... 详细信息

通过全自动钨极氩弧焊(GTAW)制备了双金属复合管(L360QS+UNS N08825)焊接接头,采用浸泡腐蚀,电化学腐蚀研究了复合管根焊接头处的耐点蚀性能,并通过光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM/EDS)对根焊接头不同部位的组织,物相和腐蚀形貌进行表征分析。结果表明:合金中主要的耐蚀元素Mo,Cr向树枝晶间偏析,并形成Laves相;L360QS的高Fe含量,在焊接过程中发生稀释现象,提高了堆焊层的Fe含量,加速了Laves相的析出,使热影响区成为点蚀发生的优先位置。

关键词：双金属复合管 GTAW inconel 625 Laves相点蚀

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