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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。
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焊剂一般制成非熔炼焊剂配合普通焊丝进行埋弧焊。这种合金化的优点是合金成分的配比可以任意,可以得到任意成分的焊缝或堆焊金属。除药芯焊丝制造较复杂、成本较高外,药皮和非熔炼焊剂制造容易,成本低。但这种合金过渡方法的合金元素氧化损失较大,合金化程度有限,故合金利用率低,且难以保证耐磨衬板的焊缝成分的性和均匀性。 马氏体双金属耐磨板中,早的代表性牌 是1Cr17Ni2,而低碳和超低碳的高韧性、可焊接铬镍马氏体耐磨板则是马氏体双金属耐磨板的新进展。力学性能1Cr17Ni2(431)是常用的早期马氏体双金属耐磨板,为了钢的耐蚀性,把钢中铬量到约17%,而为了防止钢中大量铁素体的形成,在不增加钢板中碳量的前提下加入了约2%Ni。 在马氏体耐磨板中,1Cr17Ni2是强度与韧性匹配较好的牌 ,经高温(980℃和1066℃)淬火后再经低温回火,其b可达1360MPa,室温缺口冲击功可达2-8kgfm;若经高温回火,虽b稍降低为1056MPa,而缺口冲击功可达则到(5-11)kgfm。 低碳的0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo和超碳的00Cr13Ni00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni6Mo等是高韧性、可焊接的现代马氏体耐磨板的一些典型牌 ,它们具有良好的室温和中温强度及塑、韧性。耐蚀性现代马氏体双金属耐磨板具有优良的不锈耐蚀性,可用于油气田中的管线等用途。
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碳化铬耐磨板生成晶核的条件是过冷度。在一定范围内过冷度越大,固液两相的自由能相差越多,越有利于形成晶核。焊接时的冷却速度高,容易较大的过冷度,有利于凝固过程的进行。与双金属耐磨板一样,碳化铬耐磨板熔池中的晶核也是以异质晶核(非自发晶核)为主。 熔池中存在有两种所谓现成表面:一种是合金元素或杂质的悬浮质点,由于温度高,可以成为异质晶核的难熔质点很少(在一般正常情况下所起作用不大);另一种就是熔合区附近加热到半熔化状态基本金属的晶粒表面,这个半熔化的晶粒的尺寸与构造新相形成条件,而成为新形核的表面。 也就是说,熔池凝固时主要是以半熔化的母材晶粒为晶核并长大。因此,熔池具备了有利的形核条件。焊接时,为改善碳化铬耐磨板焊缝金属的性能,通过焊接材料加入一定量的合金元素(如铝、、钛、钼等)可以作为熔池中非自发晶核的质点,从而使焊缝金属晶粒细化。 焊接热循环作用下的焊缝形成有几个重要阶段,首先是耐磨衬板的局部和填充金属熔化,然后是熔化金属由液相到固相的凝固结晶,再就是连续冷却的固态相变。熔焊方法形成的焊接熔池的凝固结晶过程是晶体生产晶核与晶核长大的过程。
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