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碳化铬耐磨板中磷量一般要求0.035%,但由于磷可钢板的强度,所以在某些高强度耐磨板中含磷量可达0.25%-0.30%。由于磷可钢板的易切削性,因而,有的耐磨板中也加入少量磷。研究和实践表明:在和尿素腐蚀条件下,磷对耐磨板的耐蚀性非常有害;结果表明[P]10010-6(0.01%)的耐磨板,由于钢板中磷沿晶界的偏析,即使在固溶态亦可产生晶间腐蚀。 经微区分析,含磷为0.024%的尿素用00Cr17Ni14Mo2耐磨板其晶界磷量高达0.93%,而产生固熔态晶间腐蚀后,晶界的磷浓度比晶内高达三个数量级。目前,对尿素级耐磨板国内用户已提出[P]0.010%的要求,但对实物,还要求低于0.010%。 耐磨衬板的物理性能对于耐磨衬板的焊接性影响较大的物理性能有线系数(a)、热导率()、电阻率()等。一般而言,合金元素越多,导热性越差,线系数和电阻率越大。由于奥氏体耐磨衬板的热导率低而热系数大,焊接变形就会比较严重,因此在焊接过程中需要适当加以控制,一般采用较低的焊接热输入量。 耐磨衬板的物理性能对其焊接时的熔合比影响也很大。热导率小的材料,在同样的焊接条件下比热导率大的材料的熔合比要大。耐磨衬板的力学性能马氏体耐磨衬板在退火状态下,硬度,所以一般在淬火+回火状态下使用,这时的马氏体耐磨衬板具有高的强度和好的耐蚀性。
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在大气中,复合耐磨板的表面粗糙程度越低,耐磨板的耐蚀性越好,一般解释为表面越光滑,表面的沉积污染物越少,而且在雨水的冲刷下极易,点蚀难以在表面形成;同时,表面越粗糙,不仅沉积的污染物越多,而且在大气中的Cl-等也越易附着。 钛(Ti):缩小奥氏体相区元素,是强碳化物形成元素,与氮的亲和力极强。固溶状态时,固溶强化作用极强,但同时降低固溶体的韧性。双金属耐磨板的回火性,并有二次硬化作用。钛能改善耐磨板的热强性,耐磨板的抗蠕能及高温持久强度;有防止和减轻不锈耐磨板晶间和应力腐蚀作用。 由于细化晶粒和固定碳,对耐磨板的焊接性有利。钨(W):钨能耐高温,而且溶于双金属耐磨板中会与碳形成碳化钨,能耐磨板的强度。有二次硬化作用,增加耐磨性。钨使耐磨板具有红硬性,因此钨是高速工具耐磨板中的主要合金元素。 铌(Nb):双金属耐磨板的热强性。铌与碳、氮、氧都有极强的结合力,并与之形成相应的极为的化合物,因而能细化晶粒,降低耐磨板的过热性和回火脆性。有极好的抗氢性能。硼(B):硼的显著作用是双金属耐磨板的淬透性。
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但焊接熔池结晶与一般的钢板结晶相比有如下特点。熔池体积小,冷却速度快焊接熔池的尺寸形状取决于焊接方法、耐磨衬板热物理性质和工艺参数,典型的熔池形状是一个半椭球状。一般焊接电流增大时,熔池的深度随之增大,而熔宽相当减小;焊接电弧电压增大时,熔深减小而熔宽相对增大。 焊接速度增大时,整个熔池体积减小,并呈细长状。焊接热输入增大时,熔池长度也随之增大。除了电渣焊外,一般焊接方法的熔池质量不超过100g,体积是很小的;而且熔池周围又被冷金属包围,因此熔池的冷却速度快,平均冷却速度约为4-100℃/s。 熔池温度分布不均匀,液态金属处于过热状态熔池前部和中心处于过热状态,发生耐磨衬板的熔化;熔池后部温度较低,熔池底部接近耐磨衬板的熔点。熔池的平均温度一般超过钢板的熔点200-500℃。焊接热输入越大,熔池的平均温度越高,熔池的过热度越大。 熔池处于不断运动状态,熔池存在时间短焊接熔池中的液态金属始终处于运动状态。由于熔池随热源作同步运动,熔池前部熔化的同时,熔池后部也在凝固。即熔池各部位或整个熔池停留于液态的时间极短,熔池凝固速度是相当快的。