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对于w(Ni)在4%-7%的低碳马氏体耐磨衬板以及超级马氏体耐磨衬板,在淬火后(通常采取空冷)形成低碳马氏体,在回火加热到As(低于Ac1)以上时,将发生M的你转变。这种组织不同于Ac1温度以上转变形成的奥氏体,也不同于从高温冷却时残留的奥氏体,因此称为逆变奥氏体。 这种组织富碳富镍,具有良好的组织温度性,通常弥散分布于低碳马氏体基体,具有明显的强韧化作用。焊接特点对于Cr13型和马氏体耐磨衬板来讲,高温奥氏体冷却到室温时,即使是空冷,也转变为马氏体,出明显的淬硬倾向。 由于焊接是一个快递加热与快速冷却的不平衡冶金过程,因此,此类焊缝及焊接热影响区焊后的组织通常为硬而脆的高碳马氏体,含碳量越高,这种硬而脆倾向就越大。当焊接接头的拘束度较大或氢含量较高时,很容易导致冷裂纹的产生。 与此同时,由于此类钢板的化学成分使其组织位于舍夫勒M与M+F相组织的交界处,在冷却速度较小时,近缝区及焊缝金属会形成铁素体及沿晶析出碳化物,使接头的塑韧性显著降低。因此,在采用同材质焊接材料焊接此类马氏体钢板,为了细化焊缝金属的晶粒,焊缝金属的塑韧性,焊接材料中通常加入少量的Nb、Ti、Al等合金化元素,同时应采取一定工艺。
铁素体耐磨衬板中的合金元素主要是铬和钼,为了改善某些性能,还可以加入、铌、钨、硼等合金元素。铬的影响铬是耐磨衬板中极重要的合金元素。当钢板中含Cr量足够高时,能在钢板的表面形成致密的Cr2O3氧化膜,这层氧化膜能在一定程度上阻止氧、硫、氮等腐蚀性气体向钢板中扩散,也能阻止金属离子向外扩散。 耐磨衬板的耐高温腐蚀性能与Cr量有一定的关系,当含Cr量达到12%时,钢板的高温抗氧化能力明显。此外,Cr的熔点高,本身就具有优异的抗蠕能,在低合金钢板中加入1%左右的Cr就能明显钢板的热强性。在耐磨衬板中,Cr通常是与Mo复合应用的,Cr能调节Mo在碳化物和固溶体之间的分配。 在利用Cr-Mo复合强化时,必须使Cr、Mo含量维持在交互作用的值,方能达到的强化效果。研究表明,1Cr-1/2Mo和Cr-1Mo的复合是恰当的。钼的影响钼是热强性的重要合金元素之一,耐磨衬板中一般都含有固溶于铁素体,能显著铁素体的再结晶温度,从而蠕变强度。 Mo同时能以细小的碳化物的形式析出,产生弥散强化作用。的影响主要是通过适当的热处理,生成细小的均匀分布的碳化物颗粒,使钢板得以强化。在Cr-Mo-V钢板中,由于V的碳化物十分,将碳固定而Cr、Mo等合金元素更多地溶入固熔体,这样,间接地起到了促进固溶强化的作用。
其他合金元素的影响W和Mo的作用相似,它既可溶入固溶体形成固溶强化,又可生成碳化物产生弥散强化,W和M0的复合作用对热强性更有效。Ti是强碳化物形成元素。Ti在耐磨衬板中,通过形成极细小而又弥散分布的碳化物和金属间化合物,来达到热强性的目的。 碳化铬耐磨板中的硫和磷,除在易切削耐磨板中作为合金元素外,一般是作为有害杂质对待的。标准中一般规定,[S]0.030%,[P]0.035%。硫硫在碳化铬耐磨板中的溶解度很低,室温下0.01%,过量的硫将大量形成硫化物非金属夹杂。 硫可与耐磨板中的铁、镍等形成低熔点(<1000℃)的共晶并沿晶界分布。在碳化铬耐磨板的热加工过程中,由于硫化物共晶已呈熔融状态,常常导致钢板的热塑性下降并引起沿晶界的开裂。轻则表面缺陷增加,磨削量加大,成才率降低,重则造成大量废品。 硫可增加钢板的易切削性,但硫的加入将显著降低钢板的耐点蚀性。在具有特殊要求的级和尿素级碳化铬耐磨板中,对钢板中硫含量规定应0.010%或0.015%,实际控制都希望在0.005%。磷磷在耐磨板中有相当的溶解度。
焊剂应具有良好的焊接工艺性能在规定的参数下进行焊接,焊接双金属耐磨板的过程中应保证电弧燃烧,熔合良好,过渡平滑,焊缝成形好,脱渣容易。焊剂应具有较低的含水量和良好的抗潮性出厂焊剂中含水质量分数不得大于0.28%。 焊剂在温度250℃、相对湿度70%的环境条件下,放置24h,吸潮率不应大于0.15%。控制焊剂中机械夹杂物焊剂中碳粒、铁屑、原料颗粒及其他夹杂物的质量分数不应大于0.35%,其中碳粒与铁合金凝珠的质量分数不应大于0.28%。 焊剂应有较低的硫、磷含量焊剂中硫、磷的质量分数一般为S0.066%,P0.085%。焊剂应有一定的颗粒度焊剂的粒度一般分为两种,一种是普通粒度,为5-0.45mm(8-40目);另一种是细粒度,为18-0.28mm(14-60目)。 组织与性能特点Cr13型和马氏体耐磨衬板,一般经调质热处理,金相组织为马氏体,随回火温度的不同,马氏体的强度、硬度及塑性可在较大范围内,以满足不同使用性能的要求。对于低碳、超低碳马氏体耐磨衬板以及超级马氏体耐磨衬板,经淬火和一次回火或二次回处理后,金相组织为低碳马氏体+逆变奥氏体复合相同组织。
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