耐磨钢管
提高复合耐磨管界面俘获效应,改善颗粒分散均匀性及复合耐磨管界面结合性的工艺和材料措施激光快作用下颗粒与动态凝固界面的交互作用是影响颗粒增强金属基复合材料激光成形性能的又一关键因素。已有的关于颗粒/界面作用的研究,一般将固液界面简化为平界面,而将颗粒假设为置于平界面前沿的单个球形颗粒或少量规则分布的颗粒;此种假设对于复合体系激光成形过程难以成立。发现高能激光的快作用机制致使wc颗粒完好保留亚微米尺寸特征,甚至部分细化至纳米级。同时,对工艺条件(激光参数和铺粉参数)作了优化,发现增加激光功率至700 w、在高于0.04 m/s条件下提高扫描速率、或减小铺粉厚度至0.30 mm以下,均能提高烧结致密度,改善增强体分散均匀性以及与基体结合性。在复合耐磨管材料界面结构的研究中,发现将增强相wc通过wc-10co复合粉体加入,可将wc/cu(陶瓷/金属)界面转变为wc/co/cu(陶瓷/中间层金属/金属)界面,也即将粘结相co作为基体金属cu与增强相wc的“润湿媒介”,从而改善颗粒/基体界面结合性。通过优化粉末体系中增强体含量,避免了在增强体含量较低时(≤20 wt.%),因复合体系热膨胀系数较高、熔体过热倾向明显而出现的“球化”效应;或在增强体含量较高时(≥40 wt.%),因液相生成量偏少、熔体粘度过高而导致的复合耐磨管增强颗粒团聚现象。实验结果表明wc-10co以30 wt.%为宜。激光作用下增强颗粒与基体金属推挤/俘获机制的理论研究。
耐磨钢管
双金属复合耐磨钢管硬度不足的原因和预防措施:淬火温度过低,主要是由于工艺设置温度不当、控温系统误差、装炉或进入冷却槽方法不当等原因造成,应该修正工艺温度,检修校核控温系统,装炉时,双金属复合耐磨钢管件间隔合理摆放均匀,分散入槽,禁止堆积或成捆入槽冷却。淬火温度过高,这是由工艺设置温度不当或控温系统误差造成,应当修正工艺温度,检修校核控温系统。过回火,这是由回火温度设置过高、控温系统故障误差或炉温过高时入炉造成,应当修正工艺温度,检修校核控温系统,不高于设置炉温装入。冷却不当,原因是预冷时间过长,冷却介质选择不当,淬火介质温度渐高而冷却性能下降,搅拌不良或出槽温度过高等,措施,出炉、入槽等要快,掌握淬火介质冷却特性,油温60~80℃,水温30℃以下,当淬火量大而使冷却介质升温时,应添加冷却淬火介质或改用其它冷却槽冷却,加强冷却剂的搅拌,在ms+50℃时取出。脱碳,这是由双金属复合耐磨钢管的原材料残留脱碳层或淬火加热时造成,预防措施为可控气氛加热,盐浴加热,真空炉、箱式炉采用装箱保护或使用防氧化涂料,机加工余量加大2~3mm。
耐磨钢管
采用拉伸性能测试和晶间腐蚀浸泡实验,研究了高温预时效+低温再时效对复合耐磨管合金拉伸性能和晶间腐蚀敏感性的影响,并通过tem观察基体和晶界析出相特征。与常规t6时效(180℃,8 h)相比,优化双级时效(180℃,2 h+160℃,120 h)能在不降低复合耐磨管合金拉伸性能的基础上彻底消除晶间腐蚀敏感性,此时铝合金析出特征为基体分布着高密度金相兼有少量q相,而晶界析出相呈现球状、断续分布。连续的应变强化行为使得复合耐磨管获得高强度与塑性的良好匹配,稳定硬化阶段应变范围越宽,断后伸长率越大;较高的层错能使其变形机理区别于trip和twip效应,变形后仍为奥氏体+铁素体双相组织,变形后奥氏体中可以观察到taylor晶格、高密度位错墙以及微带结构,为明显的平面滑移特征。这种特征组织的形成源于降低再时效温度造成基体和晶界扩散速率的下降幅度不同,导致再时效过程中基体预析出相因长大速度较慢而保持较好的强化效果;晶界预析出相因粗化速度较快而呈现球形、断续分布。随着c含量增加,耐磨复合管硬度先升高后降低,室温摩擦、腐蚀系数逐渐减小,而磨损率先减小后增大。当c含量为11.25%时,硬度达到大值,为35.97 gpa;磨损率获得小值,为1.26×10-5mm3·n-1·m-1。当c含量为13.68%时,摩擦系数小,为0.32。c添加到复合耐磨管中提高了薄膜的力学性能和常温摩擦腐蚀性能,复合耐磨管的高温摩擦磨损性能得到改善。
沧州渤洋管道集团有限公司
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