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耐磨板是在普通钢材中加入了特殊的元素后形成的,比如Si、Mn元素等,它们都能增强钢板的耐磨性;同时还用到了Cr、Mo等合金元素,主要目的是为了降低临界冷却速度,促使钢生成马氏体,从而改善钢的焊接性能。
在耐磨钢板的焊接过程中,由于各种因素的影响,导致焊接后的耐磨钢板存在应力和出现了变形。这种情况下,就要想办法控制耐磨钢板焊接应力和变形,确保其焊接质量。
通过热处理改善耐磨钢板的切削性能
耐磨钢板的切削性能主要取决于材料的力学、物理性能,如:强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性及线膨胀系数等。通过热处理可以改变金属材料的力学、物理性能,从而改善其切削性能。
改善耐磨钢板的切削性能可以通过高温回火来实现。将耐磨钢板加热至600℃~650℃,保温两小时后冷却,使耐磨钢板的奥氏体组织转变为索氏体组织,其加工硬化程度显著降低,加工性能明显改善。加工完成的零件在使用前应进行淬火处理,使其内部组织重新转变为单一的奥氏体组织。
(1)加工硬化 在塑性形变全过程中,伴随着金属材料內部机构的转变,金属材料的物理性能也将造成显著的转变,即伴随着形变量的,金属材料的抗压强度、强度扩大,而塑性变形、延展性降低,这种情况即是加工硬化或变形加强。
加工硬化状况在金耐磨板原材料加工过程中具备关键的现实意义,现阶段已普遍用于金属复合材料的抗压强度。比如自行车链条的传动链条,原材料为Q345 (16Mn)高合金钢,原先的强度为150HBW,抗压强度Rm≥520MPa,历经五次冷轧,不锈钢厚度从3.5mm缩小到1.2mm(形变量为65.7%),这时候强度到275HBW,抗压强度到贴近1000MPa,这使传动链条的负载工作能力了一倍。
对于耐磨板来说,生产加工中温度的变化将直接影响整个板材性能,所以一直以来都在研究耐磨钢板等温处理的效果,结果发现不同加热温度下,耐磨板的连续冷却转变曲线、微观组织、物相及相似结构相也都随之发生了变化。
耐磨板等温处理的研究手段包括了很多优异的技术,如光学显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪及电子背散射衍射技术等。随着退火温度的升高,耐磨板中铁素体的相比例会逐渐降低,升高的是贝氏体,而其中残余的奥氏体则会以椭圆状和细条状分布在铁素体晶界及晶内。
当加热温度由完全奥氏体化温度降低到两相区内较高温度时,耐磨板连续冷却转变曲线中铁素体转变区左移。这时只要通过790℃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。
当保温温度进一步提高之后,工艺时间会直接影响到耐磨板中铁素体晶粒尺寸、铁素体量以及铁素体基体上的位错密度和沉淀析出量;随着贝氏体区保温时间的延长,耐磨钢板中残余奥氏体体积分数先增大后减少,残余奥氏体中碳含量增多。
当加热温度处在两相区范围内时,随着加热温度的降低,铁素体转变被推迟,奥氏体的含碳量也会有所不同。在相同的拉伸变形阶段,奥氏体转化率的增加速率不同,使得耐磨板连续冷却转变曲线右移。
另外,如果等温时间相同的话,等温温度越高,残余奥氏体中的碳含量越大,耐磨钢板中的铁素体、贝氏体晶界或者相界面1μm以上大颗粒奥氏体发生相变,相应的其性能也会有变化。