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热应力使冷却较慢的厚壁处受拉伸,冷却较快的薄壁处或表面受压缩,耐磨板的壁厚差别愈大,合金的线收缩率或弹性模量愈大,热应力愈大。定向凝固时,由于双金属耐磨板各部分冷却速度不一致,产生的热应力较大,耐磨板易出现变形和裂纹,故采用时应考虑此因素。 收缩应力双金属耐磨板在固态收缩时,因受铸型、型芯、浇冒口等外力的阻碍而产生的应力称收缩应力。一般耐磨板冷却到弹性状态后,由于收缩受阻都会产生收缩应力。收缩应力常为拉应力,与耐磨板部位无关。其形成原因一经消除,收缩应力也随之消失,因此收缩应力是一种临时应力。 但在落砂前,如果耐磨板的收缩应力和热应力共同作用,其应力大于耐磨板的抗拉强度时,耐磨板会产生裂纹。减小和消除铸造应力的措施合理地设计耐磨板结构耐磨板的形状愈复杂,各部分壁厚相差愈大,冷却时温度愈不均匀,铸造应力就愈大。 因此,在设计耐磨板时应尽量使耐磨板形状简单、对称且壁厚均匀。尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金。采用同时凝固工艺所谓同时凝同是指采取一些工艺措施,使双金属耐磨板各部分温差很小,几乎同时进行凝固。


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。



冷裂纹由于双金属耐磨板的含碳量及合金元素含量都较高,所以冷裂纹倾向比低碳调质钢大。双金属耐磨板的过热区高碳马氏体在低温下的马氏体难以产生自回火效应,氢脆性大,少量氢就足以导致冷裂。为降低接头中的含氢量。 除采用预热、后热及低氢型焊接材料和焊接方法外,还应仔细清理工件坡口周围和焊丝表面的油污、铁锈,避免在高湿度或低温环境下焊接。过热区的脆化由于耐磨板具有相当大的淬硬性,在热影响区的过热区很容易产生硬脆的高碳马氏体。 冷却速度越大,生成的高碳马氏体就越多,脆化也就越严重。要双金属耐磨板过热区脆化,宜采用小的焊接热输入,并辅之以预热、缓冷及后热等工艺措施。热影响区的软化双金属耐磨板热影响区的软化程度比低碳调质钢更为严重。 埋弧焊接双金属耐磨板也是所有焊接之中的一种焊接方法,也是在焊接生产中运用为广泛和成熟的焊接方法之一,虽然说这种焊接方法在焊接当中算是很成熟的焊接,但是在运用当中也不可以掉以轻心,因为在施工焊接当中也会出现各种不合理的现象。



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