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按产生的原因不同,铸造应力主要分为热应力和收缩应力两种。热应力双金属耐磨板在凝固和冷却过程中,不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力,称热应力。在这里讨论的热应力,主要是指耐磨板在冷却过程中,由于温度不同而引起不均衡收缩所产生的应力。 现以框形耐磨板来说明热应力的形成过程。该双金属耐磨板由一根粗杆工和两根细杆Ⅱ组成,上部表示杆I和杆Ⅱ的冷却曲线,T临表示金属弹塑性临界温度。当耐磨板处于高温阶段时,t0~t1间两杆均处于塑性状态。尽管杆工和杆Ⅱ的冷却速度不同,收缩不一致,但两杆都是塑性变形,不产生内应力。 继续冷却到t1~t2间,此时杆Ⅱ温度较低,已进入弹性状态,但杆I仍处于塑性状态。杆Ⅱ由于冷却快,收缩大于杆工,在横杆的作用下将对杆工产生压应力而杆I反过来对杆Ⅱ施以拉应力。处于塑性状态的杆I受压应力作用产生压缩塑性变形,使杆工、Ⅱ的收缩趋于一致,此时不产生应力。 当进一步冷却至t2~t3间,杆工和杆Ⅱ均进入弹性状态,此时杆I温度较高,冷却时还将产生较大收缩,杆Ⅱ温度较低,收缩已趋停止,在后阶段冷却时,杆工的收缩将受到杆Ⅱ的强烈阻碍,因此杆I受拉应力,杆Ⅱ受压应力。到室温时形成残余应力。
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对于w(Ni)在4%-7%的低碳马氏体耐磨衬板以及超级马氏体耐磨衬板,在淬火后(通常采取空冷)形成低碳马氏体,在回火加热到As(低于Ac1)以上时,将发生M的你转变。这种组织不同于Ac1温度以上转变形成的奥氏体,也不同于从高温冷却时残留的奥氏体,因此称为逆变奥氏体。 这种组织富碳富镍,具有良好的组织温度性,通常弥散分布于低碳马氏体基体,具有明显的强韧化作用。焊接特点对于Cr13型和马氏体耐磨衬板来讲,高温奥氏体冷却到室温时,即使是空冷,也转变为马氏体,出明显的淬硬倾向。 由于焊接是一个快递加热与快速冷却的不平衡冶金过程,因此,此类焊缝及焊接热影响区焊后的组织通常为硬而脆的高碳马氏体,含碳量越高,这种硬而脆倾向就越大。当焊接接头的拘束度较大或氢含量较高时,很容易导致冷裂纹的产生。 与此同时,由于此类钢板的化学成分使其组织位于舍夫勒M与M+F相组织的交界处,在冷却速度较小时,近缝区及焊缝金属会形成铁素体及沿晶析出碳化物,使接头的塑韧性显著降低。因此,在采用同材质焊接材料焊接此类马氏体钢板,为了细化焊缝金属的晶粒,焊缝金属的塑韧性,焊接材料中通常加入少量的Nb、Ti、Al等合金化元素,同时应采取一定工艺。
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