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不同Nb含量对(Nb,Ti)C颗粒强化Fe基复合堆焊层微观组织及耐磨性影响研究
1
作者 牛犇 曾邦兴 +2 位作者 邹晓东 易江龙 彭琳 《精密成形工程》 北大核心 2023年第2期95-104,共10页
目的颗粒强化金属基复合涂层由于具有优异的力学性能及良好的耐磨性,受到了研究人员的广泛关注,然而,较少有文献报道复合强化相含量与复合涂层力学性能的关系,特别是在电弧堆焊制备的复合涂层中。因此,有必要探明强化颗粒含量对Fe基复... 目的颗粒强化金属基复合涂层由于具有优异的力学性能及良好的耐磨性,受到了研究人员的广泛关注,然而,较少有文献报道复合强化相含量与复合涂层力学性能的关系,特别是在电弧堆焊制备的复合涂层中。因此,有必要探明强化颗粒含量对Fe基复合堆焊涂层微观组织及耐磨性的影响规律,为设计新型Fe基复合堆焊材料提供试验依据。方法通过向药芯焊丝中添加不同含量的Nb,以原位合成(Nb,Ti)C强化相,并据此调控电弧堆焊层中原位生成的(Nb,Ti)C数量密度,进而影响堆焊层的微观组织、硬度及耐磨性。结果随着Nb的添加,熔覆过程中Nb与基体中的C、Ti反应,原位生成了立方结构的(Nb,Ti)C相,且(Nb,Ti)C相含量随着Nb含量的增加而逐渐增大。与未添加Nb时相比,含质量分数为6%Nb的堆焊层中(Nb,Ti)C复合颗粒的数量密度增加到0.53个/μm^(2),硬度也由673.08HV0.5增大到734.88HV0.5。摩擦磨损试验结果表明,随着Nb的增加,磨损量呈现出逐渐降低的趋势,其中,Nb含量为6wt.%的堆焊层样品表现出了最浅、最平滑的磨痕,其磨损率仅为1.12×10^(-8)mm^(3)/(N·m),磨损机制为轻微的黏着磨损。结论提高Nb的添加量可以增大(Nb,Ti)C强化相的数量密度,有效提升堆焊层的硬度及耐磨性,并在添加质量分数为6%的Nb时表现出最高的耐磨性能。 展开更多
关键词 Fe基复合涂层 (Nb Ti)C 电弧堆焊 硬度 磨损
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热输入对金属基复合涂层中(Nb,Ti)C颗粒分布及性能的影响
2
作者 潘琳琳 曾邦兴 +3 位作者 易江龙 邹晓东 郭春富 彭琳 《精密成形工程》 北大核心 2023年第4期228-236,共9页
目的热输入对复合碳化物的析出、分布及耐磨性能具有重要影响。然而,目前热输入对碳化物增强金属基复合堆焊层组织结构与性能方面影响的研究较少。因此,需要探究焊接热输入对(Nb,Ti)C增强金属基复合堆焊层组织及耐磨性的影响,明确(Nb,T... 目的热输入对复合碳化物的析出、分布及耐磨性能具有重要影响。然而,目前热输入对碳化物增强金属基复合堆焊层组织结构与性能方面影响的研究较少。因此,需要探究焊接热输入对(Nb,Ti)C增强金属基复合堆焊层组织及耐磨性的影响,明确(Nb,Ti)C复合颗粒在堆焊层的作用机制。方法采用Ar保护气体进行堆焊涂层的制备,通过调节堆焊电流和电压,研究不同热输入下堆焊层的形貌、组织及耐磨性能。结果堆焊层中Ti元素与C元素优先发生了原位反应,生成了以TiC为形核中心的(Nb,Ti)C复合碳化物,弥散分布在马氏体基体组织上。随着热输入的增大,析出的(Nb,Ti)C颗粒数量逐渐减少,块状(Nb,Ti)C尺寸也逐渐变小。采用较低的热输入时,堆焊层硬度达到最高,为734.88HV0.5;随着堆焊热输入的增大,堆焊层的显微硬度呈降低趋势。具有较多(Nb,Ti)C的低热输入试样耐磨性能最佳,磨损量为0.80 mg;而具有较少(Nb,Ti)C的高热输入试样产生了严重的黏着磨损,磨损量较低热输入试样增大了约144%。结论在摩擦磨损过程中,高硬度的(Nb,Ti)C颗粒会对基体起保护作用,可以提升其耐磨性能,且耐磨损性能随着堆焊热输入的增大而降低。 展开更多
关键词 Fe基复合涂层 堆焊 热输入 硬度 耐磨性能
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高硼铁基耐磨熔覆层研究进展 被引量：3
3
作者 吴耀燊 陈俊孚 +3 位作者 牛犇 易江龙 胡永俊 曾邦兴 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期160-169,193,共11页
高硼铁基合金是一种原位生成硼化物硬质相的铁基耐磨材料,具有高硬度、良好的高温稳定性以及低成本的优势,近年来受到了广泛的研究,国内外大量研究通过对硼化物形态进行调控,以达到抑制裂纹以及提高耐磨性能的目的。从材料体系和熔覆层... 高硼铁基合金是一种原位生成硼化物硬质相的铁基耐磨材料,具有高硬度、良好的高温稳定性以及低成本的优势,近年来受到了广泛的研究,国内外大量研究通过对硼化物形态进行调控,以达到抑制裂纹以及提高耐磨性能的目的。从材料体系和熔覆层制备技术2大方面系统地综述了高硼铁基耐磨熔覆层近年来的研究进展。首先重点介绍了Fe–B–C、Fe–B–Cr–C、Fe–B–Cr–Mo–C等3种常见的高硼铁基材料体系,详细阐述了各体系合金成分与原位生成硼化物硬质相类型、形态、分布间的相互作用规律,并给出各体系硼化物随成分含量变化的显微形貌图。归纳总结了成分设计及热处理工艺对合金组织演变及耐磨性能的影响,并分析了其他元素对高硼铁基合金组织性能的影响。其次,介绍了高硼铁基耐磨熔覆层制备技术,包括等离子熔覆、激光熔覆、电子束熔覆与氩弧熔覆,分析了如复合热源和外加磁场等可行的熔覆技术改进方法,并讨论了制备工艺对熔覆层的影响。最后对高硼铁基材料未来的研究及应用方向进行了展望。 展开更多
关键词 高硼铁基合金 硼化物 熔覆层 耐磨性 熔覆工艺
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保护气体对(Nb,Ti)C增强铁基复合堆焊层组织与性能的影响 被引量：1
4
作者 曾邦兴 胡永俊 +2 位作者 邹晓东 牛犇 易江龙 《焊接》 北大核心 2022年第6期33-41,共9页
复合碳化物增强铁基复合堆焊层由于其优异的耐磨性能受到研究者广泛关注。文中利用气体保护堆焊技术,采用3种不同的保护气体(纯Ar/80%Ar+20%CO_(2)/纯CO_(2))制备了(Nb, Ti)C增强铁基复合堆焊层,分析不同保护气体堆焊层中(Nb, Ti)C的析... 复合碳化物增强铁基复合堆焊层由于其优异的耐磨性能受到研究者广泛关注。文中利用气体保护堆焊技术,采用3种不同的保护气体(纯Ar/80%Ar+20%CO_(2)/纯CO_(2))制备了(Nb, Ti)C增强铁基复合堆焊层,分析不同保护气体堆焊层中(Nb, Ti)C的析出过程,堆焊层的组织、硬度以及耐磨性能。结果表明,使用纯CO_(2)保护气体时堆焊层的(Nb, Ti)C析出量最少(0.44个/μm^(2)),弥散分布在马氏体基体中,并且堆焊层中有O原子的渗入,显微硬度为620.3 HV,磨损失重为8.4 mg;随着保护气体中CO_(2)含量的降低,堆焊层的显微硬度以及磨损性能呈上升的趋势,使用纯Ar保护时堆焊层的(Nb, Ti)C析出量最多(0.54个/μm^(2)),显微硬度为708.2 HV,磨损失重为0.8 mg,是纯CO_(2)保护气体下的9.5%,耐磨性能最佳。堆焊层磨损形式为粘着磨损伴有疲劳磨损与磨粒磨损,其中使用纯CO_(2)保护气体堆焊层,产生了较为严重的粘着磨损。(Nb, Ti)C的析出显著提高了堆焊层的硬度及耐磨性能。 展开更多
关键词 碳化铌钛 保护气体 堆焊层 显微硬度 耐磨性
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