耐磨鋼板表面的耐磨性不但具有很好的硬度,同時(shí)也可以加入鎳合金提高其抗腐蝕性,工業(yè)上一般單一的工況很少,多少會(huì)帶有多相性因素,如磨損、腐蝕、高溫、沖擊等,堆焊復(fù)合鋼板的耐磨層的鉻鎳合金,因此其耐磨性好,同時(shí)也有很好的抗腐蝕性。
耐磨復(fù)合板合金耐磨層的化學(xué)成分中碳含量達(dá)4~5%,鉻含量高達(dá)25~30%,其金相組織中Cr7C3碳化物的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%以上,宏觀硬度為HRC56~62,碳化鉻的硬度為HV1400~1800。由于碳化物成于磨損方向相垂直分布,即使與同成分和硬度的鑄造合金相比較,耐磨性能提高一倍以上。
采用耐磨復(fù)合板通用的合金體系,具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能,耐磨性大大高于熱處理耐磨鋼、鑄造耐磨鑄鐵,抗磨損能力也大大高于噴焊或熱噴涂方法。由于耐磨復(fù)合板的基板采用塑性很好的低碳鋼板,可在受沖擊的過程中吸收能量,因而具有很強(qiáng)的抗沖擊性能和抗裂性能,可以應(yīng)用到振動(dòng)、沖擊較強(qiáng)的工況條件下。
耐磨復(fù)合板可以制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的板材,重量輕,加工方便靈活,由于采用軟質(zhì)基板,因而可以向內(nèi)冷彎成形,可以用等離子弧、碳弧等熱源切割。可以拼焊成型,使現(xiàn)場焊接工作變得省時(shí)、方便。
綜合考慮維修費(fèi)用、備件費(fèi)用和停機(jī)損失,耐磨復(fù)合板制造機(jī)件性能價(jià)格比普通材料高2~3倍。 堆焊是在工件的表面或邊緣進(jìn)行熔敷一層耐磨、耐蝕、耐熱等性能金屬層的焊接工藝。堆焊對(duì)提高零件的使用壽命,合理使用材料,提高產(chǎn)品性能,降低成本有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
NM360耐磨鋼板的組織試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無論是磨球、鄂額板,還是錘頭等產(chǎn)品,鑄后在大于850℃取出空冷后都可得到以耐磨鋼板為主的組織。金屬薄膜透射電鏡分析表明,該類耐磨板條中存在高密度的位錯(cuò),板條間含有奧氏體膜。這種奧氏體膜中由于有較高的碳含量,具有高的穩(wěn)定性。正是這種耐磨板的形態(tài),使該鋼具有良好強(qiáng)韌性配合。
NM360耐磨鋼板的力學(xué)性能在處理后的試件上,截取各種性能試樣進(jìn)行測試,可知,新型耐磨板可在大尺寸范圍內(nèi)獲得較為均勻的力學(xué)性能,不僅具有高強(qiáng)度和硬度,而且還具有較高的韌性。該耐磨鋼板還可通過碳、硅、錳3元素的合理調(diào)配,獲得不同的強(qiáng)韌性配合,滿足不同的使用工況。
以往NM360耐磨鋼板中,一般不加鎢元素。但加入合金元素鎢后,沿晶界分布的碳化物大量減少,晶內(nèi)針 狀碳化物消失,晶內(nèi)存在大量粒狀碳化物。鎢使得碳化物析出減少并且呈球狀彌散分布于奧氏體晶內(nèi),有利于提高NM360耐磨鋼板的強(qiáng)度和韌性。
隨著鎢含量增加,NM360耐磨鋼板的強(qiáng)度和韌性增加,當(dāng)鎢的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1.06%后,由于碳化物析出數(shù)量的增多,導(dǎo)致韌性降低。這是因?yàn)殒u在NM360耐磨板中與碳原子結(jié)合形成短程有序的C一w原子對(duì)鍵絡(luò)結(jié)構(gòu)。
C一w原子鍵比C一Mn和C一Fe原子鍵強(qiáng),所以NM360耐磨鋼板中加人鎢元素后要形成裂紋,破壞原子鍵所需的能量要大大增加,相應(yīng)的水韌處理NM360耐磨鋼板的韌性和強(qiáng)度也會(huì)得到明顯的提高。
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復(fù)合耐磨鋼板可以通過激光加工成形,但在這過程中還是會(huì)有很多因素會(huì)影響復(fù)合耐磨板城激光成形的效果,包括輸入的激光能量、彎曲件的幾何尺寸和材料的性能等。它們之間存在密切的關(guān)系。
在復(fù)合耐磨鋼板的激光彎曲中,能量效應(yīng)可用材料吸收的能量密度和吸收該能量所用的時(shí)間來表示;而能量密度又取決于材料對(duì)激光的吸收系數(shù)、激光輸出功率及相對(duì)于彎曲件表面的焦距。實(shí)驗(yàn)證明,在輸入總能量一定的前提下,大能量密度的輸入、短時(shí)間的加熱有利于增加復(fù)合耐磨板的彎曲角。
復(fù)合耐磨鋼板的熱物性和力學(xué)性能對(duì)激光彎曲的影響是較為復(fù)雜的,主要將涉及到材料的熱膨脹系數(shù)、比熱容系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)、屈服極限、彈性模量和硬化指數(shù)等參數(shù)。在同樣的工藝條件下,復(fù)合耐磨板的比熱和熱導(dǎo)率越大,則成形工程中的溫度梯度不明顯,產(chǎn)生的彎曲角也越小。
另外,影響復(fù)合耐磨鋼板激光彎曲角的幾何尺寸因素還有彎曲件的寬度和復(fù)合耐磨板材厚度。在特定的工藝條件下,厚度的影響主要體現(xiàn)在彎曲角度上,厚度越大,所獲得的彎曲角越小。但是當(dāng)厚度超過某一極限值時(shí),復(fù)合耐磨鋼板料將不產(chǎn)生任何塑性彎曲。