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347H钢板

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更新时间:2019-06-19

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产品详情

本论文以导卫板为业背景,采用铸渗艺在45#铸钢表面制备Ni/Al2O3和Ni/WC复合渗层。在本论文中通过组织形貌分析、硬度、热疲劳实验、三点弯曲实验、高温氧化实验以及常温实验来考察铸渗法制备的复合渗层的耐磨损、高疲劳及高温氧化性能的好坏。结果表明:不同Al2O3、WC含量的复合渗层,渗层厚度1-2mm,渗层组织致密,结合良好。渗层的宏观硬度高于基体金属的硬度。渗层的显微硬度呈连续梯度变化,从表面到基体,硬度由高到低,显微硬度值在次表面层达到大值。

347H钢板主要用于电炉、锅炉、压力容器、电热设备、石油、化、纺织、印染、食品、医、环保、机械设备等诸多行业。公司主要经营的产品有astelloyG30、N10276、317L、TP347、20#合金、07Cr18Ni11Nb、347、N6、S25073、Carpenter20、NS143、NS142、G3128、G4180及等产品,2507等双相不锈钢,S-135水电板、不锈钢复合板、精密带钢347H钢板、4J29、N4、S31803等高镍合金。货源充足,并可提供种钢、殊规格的代理订货。

三点弯曲实验中,区别于纯基体,复合渗层的载荷-位移曲线上出现一平台。位移超过临界位移时,复合渗层上出现裂纹,随载荷而延展。形貌分析可知,复合渗层与基体结合良好。不同A1203含量的复合渗层断裂类型相同,基体金属的断裂为延性断裂,复合渗层为解理断裂。不同WC含量的复合渗层断裂类型相同,基体金属的断裂为延性断裂,复合渗层为解理断裂。Ni/Al2O3复合渗层的磨损性能受线速度和载荷的影响。

347H钢板

347H钢板在一定载荷范围内,磨损率与法向载荷成正;压力一定时,磨损率随速度的而。Ni/Al2O3复合渗层的系数受线速度和载荷的影响,它随载荷的而:系数与速度无关。在室温无条件下,Ni/Al2O3复合渗层的磨损机理主要为粘着磨损、磨粒磨损和表面疲劳磨损。复合渗层经一定的热疲劳循环,表面出现微裂纹,同时伴随着氧化,微裂纹出现在渗层表面及渗层与基体的结合界面处。高温氧化实验中,不论渗层中WC含量多少或高温氧化时间的长短,复合渗层对基体都有一定保护作用,WC含量越小,渗层对基体的保护越好。

高铬铸钢由于碳及合金元素的含量较高,具有较高的强度及耐磨性,广泛用作热轧辊。然而其组织中含有大量的一次碳化物,呈状沿晶界分布,致使轧制中产生的裂纹极易沿晶界扩展。另外,轧制中高铬铸钢中碳化物与基体的氧化协较差,高温条件下发生氧化磨损,恶化了热轧辊的高温耐磨性能,轧辊过早失效。本文在高铬铸钢表面进行激光熔凝处理,对熔凝层的微观组织征进行分析,探讨搭接参数对组织和性能的影响,深入研究激光熔凝处理后的高温氧化行为、高温磨损性能及二者之间的内在。

国劲合金的产品主要有347H不锈钢板、347H圆钢、347H锻件、347H无缝管、347H件、347H紧固件等产品。

347H钢板高铬铸钢组织由回火马氏体和大量状的M7C3碳化物组成。当采用P=2700W、v=300mm/min、搭接率为33.3%的艺参数进行激光熔凝处理,可表面平整、无气孔、表面硬度高且水平分布均匀的硬化层。激光熔凝处理后组织发生显著变化,高铬铸钢中的状碳化物完全溶解,熔凝层内组织细化,组织形态由表及里依次为等轴晶—树枝晶—胞状晶,显微组织为奥氏体和颗粒状的M23C6碳化物。熔凝层内碳和合金元素的分布相对均匀,奥氏体组织受到固溶强化、位错强化及细晶强化的共同作用,硬度可达到473.1V0.2。

347H钢板

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热影响区显微组织由隐晶马氏体、残余奥氏体和弥散碳化物组成,硬度达到759V0.2。采用SYSWELD建立与实际光符合的热源模型,对激光熔凝中的温度场及应力场进行分析。结果表明,激光熔凝中,光中心瞬时加热速度可达3.2×104℃/s,瞬时冷却速度可达1.5×104℃/s。单道激光熔凝处理后,熔凝层承受拉应力,距光中心2.5mm处的热影响区,Mises应力达大值713MPa。激光熔凝层由于组织具有较高的强韧性,未发生开裂,热影响区的组织韧性较差,且该区残余拉应力较大,沿碳化物与基体界面产生裂纹。

347H板材切圆、347H板材切方、347H板材下料、347H板材分条、347H板材零切

预热和搭接处理可有效熔凝层残余拉应力和裂纹性,预热150℃保温1h可预防热影响区开裂。激光熔凝层在低于400℃回火后,硬度基本保持在430V0.2左右,低于未经回火处理的激光熔凝层硬度(473.1V0.2)。回火中二次硬化始于450℃,此时熔凝层内仍存在孪晶及位错亚结构,M23C6碳化物的析出及少量马氏体的生成使熔凝层硬度略有(456V0.2)。560℃回火后由于二次碳化物的析出、大量马氏体的生成及位错强化的共同作用,熔凝层硬度高达672V0.2。

经650℃回火基体完全转变为铁素体,析出的二次碳化物长大、呈状分布,硬度至400V0.2。高温氧化试验表明,激光熔凝前后高铬铸钢在650℃时氧化,氧化动力学曲线近似呈对数规律,800℃时氧化速率剧增,氧化动力学曲线遵循抛物线规律。高铬铸钢基体的氧化膜由Fe和Fe2O3组成,高温下高铬铸钢氧化核心在基体与碳化物界面处优先生长,发生不均匀氧化,基体氧化严重,800℃时基体氧化膜开裂。激光熔凝层表面氧化膜由Fe、Fe2O3和(Fe0.6Cr0.4)2O3组成,由于熔凝层的组织,氧化初期表面近似均匀氧化,随后通过扩散控制氧化膜逐渐增厚。

347H钢板

与未处理试样相,激光熔凝试样的氧化膜较厚。高温磨损试验表明,激光熔凝处理后560℃和650℃的耐高温磨损性能明显,800℃时试样增重但增重量小于未处理试样。高铬铸钢560℃时发生磨粒磨损,磨损面出现大量的犁沟和碳化物颗粒。650℃时以粘着磨损为主,并伴随微观犁削。温度升高至800℃时,粘着严重,磨损面存在较深犁沟。激光熔凝处理后熔凝层具有较高的强韧性,560℃和650℃时的耐磨性明显,560℃的磨损机制为轻微的磨粒磨损,650℃时发生粘着磨损。

激光熔凝试样高温下表面发生均匀氧化而形成连续致密的氧化膜,有效了激光熔凝层800℃时的粘着磨损倾向。导卫板是钢材轧制生产线上重要的辅助装置,它主要用于诱导、夹持轧件(钢丝)顺利通过,在实际生产中,导卫板的磨损非常严重,因此导卫板材料的创新以及改良显得十分必要,本论文以导卫板应用为背景,采用负压铸渗艺在ZG45表面制备了一层耐磨、耐高温氧化的镍基渗层和ZrO2/Ni复合渗层。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、EPMA、X射线衍射仪、显微硬度计、瑞士产TT高温试验机、MM-200常温试验机等具对渗层的相结构、硬度、常温和高温耐磨性进行分析,结果表明:镍基合金渗层的相组成主要为Ni-Cr-Fe,Cr-Ni,FeNi,NiB,镍基渗层从渗层到基体的显微硬度呈梯度分布,渗层的高硬度出现在亚表层,达到548V,以渗层与GCr15做配副,对渗层的常温磨损性能进行了研究,渗层的体积磨损率较之基体的体积磨损率了一个数量级(载荷为250N时基体的磨损率为4.99×10-4mm3/m,镍基渗层磨损率为9.6×10-5mm3/m)。

用扫描电镜对磨损形貌进行观察,分析渗层的磨损机制可知渗层的磨损机制主要是氧化,转移和粘着;以渗层与Si3N4做配副研究渗层的高温性能,结果表明,渗层的磨损率并不是随着温度的升高而,原因是在高温下金属与氧反应生成氧化膜参与了磨损改变了磨损性质ZrO2/Ni复合渗层的相为ZrO2,Cr2B,NiB,NiFe以渗层与GCr15做配副,对渗层的常温进行了研究,复合渗层的体积磨损率与镍基渗层的体积磨损率在一个数量级(载荷为250N时镍基渗层的磨损率为9.6×10-5mm3/m而复合渗层磨损率为2.3×10-5mm3/m),较之基体的体积磨损率了一个数量级。

347H钢板

347H钢板以复合渗层与Si3N4做配副研究渗层的高温性能得出:10%ZrO2渗层在高温450℃的磨损体积为2.2×10-5mm3几乎是室温是磨损体积1.32×10-5mm3的2倍;15%ZrO2渗层在室温时的磨损体积为0.81×10-5mm3。150℃时的磨损体积为1.57×10-5mm3,300℃时磨损体积为1.69×10-5mm3,450℃时的磨损体积为1.57×10-5mm3各个温度的磨损体积相差不是很大,只是有略微的变化。总之,在不同的温度’下15%ZrO2渗层的耐磨性要优于10%ZrO2渗层的耐磨性高温时系数随温度的升高而(镍基渗层在室温是0.78升温到450是变为0.35;15%ZrO2渗层在室温的系数为0.69、150℃时的系数为0.67、300℃时系数为0.64、450℃系数为0.62),其原因是温度升高改变了材料表面的属性以及氧参与改变了性质。通过对高温定量描述模型的建立可得出高温磨损增量与时间不呈线性关系与时间也不成抛物线关系,若给出出磨损条件下氧化的分量,即可估算出交互作用的失重。

 


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