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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。
通过800℃加热保温,可以得到含有铁素体、贝氏体和残留奥氏体的多相组织,且含TRIP钢中有V(C,N)析出。830℃保温时,工艺弛豫时间显著影响铁素体晶粒尺寸、铁素体量以及铁素体基体上的位错密度和沉淀析出量,随贝氏体区保温时间的延长,双金属耐磨板中残余奥氏体体积分数先增大后,残余奥氏体中碳含量增多。 在相同等温时间下,等温温度越高,残余奥氏体中的碳含量越大,双金属耐磨板中的铁素体、贝氏体晶界或者相界面1m以上大颗粒奥氏体发生相变,双金属耐磨板的抗拉强度、伸长率和强塑积分别达到820MPa,35%和30750MPa.%的值。 用光学显微镜研究耐磨衬板半固态二次加热过程中合金的晶粒长大规律和晶粒的形貌演变,淬火固定其半固态组织后,测量并统计出平均晶粒尺寸及合金液相体积分数,并与理论计算数值进行比较。随着加热温度的升高,相的生长和球化速度变快,耐磨衬板中原位Al2O3颗粒对合金的铸态组织没有明显的细化和球化作用,在接近液相线温度(648℃)保温30min后的铸造组织较好,中心部位和边部组织的差异较小。 但是在合金的二次加热过程中对晶粒长大行为具有作用,并与采用原位反应近液相线铸造方法制备耐磨衬板,和长大规律。随着着二次加热温度的升高和保温时间的延长,在液相线温度附近(630℃)保温后耐磨衬板的锭坯中心和边部组织均是均匀、细小的近球形组织。
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坡口角度很小的埋弧焊称为窄间隙埋弧焊。窄间隙埋弧焊的坡口面角一般为1-4,在复合耐磨板进行窄间隙埋弧焊的过程中,坡口面角随着焊缝收缩也相应地缩小到接近零度,使坡口变成具有一定宽度的间隙,此间隙宽度略大于导电嘴的宽度。 窄间隙埋弧焊一般焊接复合耐磨板,厚度为350mm,间隙尺寸为18-25mm。复合耐磨板窄间隙埋弧焊具有下列优点:坡口窄小,熔敷金属量小,节省焊丝、焊剂、电能和工时。焊头自动跟踪焊缝,与一般埋弧自动焊相比,可避免人工调节焊头偏差引起的焊接缺陷,所以窄间隙埋弧焊性能可靠能确保焊接质量。 窄间隙埋弧焊采用脱渣性好的细颗粒焊剂,自动回收焊剂,焊工避免了清渣和筛选焊剂的工序。窄间隙埋弧焊采用线能量较小的焊接规范,改善了焊接接头的力学性能。由于复合耐磨板的坡口窄小,使焊接应力小和焊接接头综合力学性能良好,了焊接接头的抗裂性能。 焊缝中的热裂纹由于双金属耐磨板的含碳量及合金元素含量都较高,其结晶温度区间较大、偏析较严重,因而具有较大的热裂倾向。热裂纹经常出现在条焊道弧坑和凹形角焊缝中。为防止热裂纹,在选择焊接材料时,应尽量选用含碳量低,含S、P杂质少的填充金属【一般控制w(C)在0.15%以下,不超过0.25%,w(S)和w(P)均不超过0.03%-0.035%】,焊接时必须填满弧坑和保证良好的焊缝成形。