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利用金相、透射電子顯微鏡研究了不同回火溫度對復(fù)合耐磨板的顯微組織與力學(xué)性能的影響,研究了氫在耐磨板中的擴(kuò)散行為,用電子探針分析了熱變形復(fù)合耐磨板微觀組織中的碳濃度分布,同時結(jié)合慢應(yīng)變速率拉伸實(shí)驗(yàn)研究了復(fù)合耐磨板的氫脆性。 復(fù)合耐磨板回火后組織變化明顯,碳含量較高和晶粒顯著細(xì)化作用使抗拉強(qiáng)度從1300MPa級到了1500MPa級,形變誘導(dǎo)鐵索體晶粒中的碳含量明顯過飽和。當(dāng)擴(kuò)散反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)時,原子位移平均平方代換與反應(yīng)時間成線性關(guān)系,隨著焊后冷速的降低,冷卻過程中逸出的氫增多。 通過試樣充氫后放置試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散氫量不受焊道數(shù)量的影響,在100~200℃保溫時,復(fù)合耐磨板中逸出氫的總量變化不大,但逸出時間隨溫度的升高而明顯縮短。在形變誘導(dǎo)鐵素體相變過程中,碳沒有發(fā)生明顯的從鐵素體向奧氏體擴(kuò)散,當(dāng)溫度低于580℃熱壓退火處理時,擴(kuò)散層厚度隨Si含量的增加先急劇減小然后增大,其氫脆性也明顯增加。 從熱力學(xué)的角度分析,在高于奧氏體-鐵素體平衡轉(zhuǎn)變溫度Ae3變形,在復(fù)合耐磨板基體晶界上嚴(yán)重偏析,生成Al-Cu相中脆的相(Al2Cu)。原子在x與y矢量方向擴(kuò)散速度相近,且遠(yuǎn)大于z方向擴(kuò)散速率,變形存儲能的作用終降低了體系相變后的自由能,當(dāng)溫度高于580℃時,擴(kuò)散層的厚度隨Si含量的增加而增加。
運(yùn)用低速切開辦法避免切開裂紋,其可靠性不如預(yù)熱。咱們主張切開前先對切開帶用火焰空跑幾趟進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度到達(dá)120C左右為宜。其切開速度取決于復(fù)合耐磨板等級和厚度。需要注意的是:將預(yù)熱和低速切開辦法聯(lián)系運(yùn)用,能夠進(jìn)一步下降切開裂紋的呈現(xiàn)概率。 1)切開后緩冷的請求:不管復(fù)合耐磨板切開前是不是預(yù)熱,切開后的緩冷都會有用下降切開裂紋的危險(xiǎn)。將切開后帶有溫?zé)岬牟考M(jìn)行堆積,運(yùn)用隔熱毯將其覆蓋,可完成緩冷至室溫。2)切開后加熱的請求:在厚復(fù)合耐磨板切開后當(dāng)即進(jìn)行加熱,能夠有用切開應(yīng)力,也是避免切開裂紋的有用辦法和辦法。 采用光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射儀及電子背散射衍射等實(shí)驗(yàn),研究了等溫處理對組織和力學(xué)性能的影響,測定了不同加熱溫度下雙金屬耐磨板的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變(CCT)曲線,并對耐磨板微觀組織、物相及相似結(jié)構(gòu)相進(jìn)行了表征。 隨著退火溫度的升高,雙金屬耐磨板中鐵素體相比例降低,貝氏體相比例升高,殘余奧氏體直徑在2~3m之間,以橢圓狀和細(xì)條狀分布在鐵素體晶界及晶內(nèi)。拉伸變形初期奧氏體轉(zhuǎn)變較快,拉伸變形后期奧氏體轉(zhuǎn)變較慢,當(dāng)加熱溫度由奧氏體化溫度降低到兩相區(qū)內(nèi)較高溫度時,CCT曲線中鐵素體轉(zhuǎn)變區(qū)左移。
但焊接熔池結(jié)晶與一般的鋼板結(jié)晶相比有如下特點(diǎn)。熔池體積小,冷卻速度快焊接熔池的尺寸形狀取決于焊接方法、耐磨襯板熱物理性質(zhì)和工藝參數(shù),典型的熔池形狀是一個半橢球狀。一般焊接電流增大時,熔池的深度隨之增大,而熔寬相當(dāng)減小;焊接電弧電壓增大時,熔深減小而熔寬相對增大。 焊接速度增大時,整個熔池體積減小,并呈細(xì)長狀。焊接熱輸入增大時,熔池長度也隨之增大。除了電渣焊外,一般焊接方法的熔池質(zhì)量不超過100g,體積是很小的;而且熔池周圍又被冷金屬包圍,因此熔池的冷卻速度快,平均冷卻速度約為4-100℃/s。 熔池溫度分布不均勻,液態(tài)金屬處于過熱狀態(tài)熔池前部和中心處于過熱狀態(tài),發(fā)生耐磨襯板的熔化;熔池后部溫度較低,熔池底部接近耐磨襯板的熔點(diǎn)。熔池的平均溫度一般超過鋼板的熔點(diǎn)200-500℃。焊接熱輸入越大,熔池的平均溫度越高,熔池的過熱度越大。 熔池處于不斷運(yùn)動狀態(tài),熔池存在時間短焊接熔池中的液態(tài)金屬始終處于運(yùn)動狀態(tài)。由于熔池隨熱源作同步運(yùn)動,熔池前部熔化的同時,熔池后部也在凝固。即熔池各部位或整個熔池停留于液態(tài)的時間極短,熔池凝固速度是相當(dāng)快的。
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