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耐磨衬板是在韧性、塑性很好的普通低碳钢或者低合金钢表面通过堆焊方法复合一定厚度的硬度较高、耐磨性优良的耐磨层而制成的板材产品。耐磨衬板由低碳钢板和合金耐磨层两部分组成,耐磨层的特性主要以下三点:衬板的耐磨层一般占总厚度的1/3~1/2。 工作时由基体提供抵抗外力的强度、韧性和塑性等综合性能,由耐磨层提供满足工况需求的耐磨性能。耐磨衬板的耐磨层主要以铬合金为主,同时还添加锰、钼、铌、镍等其他合金成分,金相组织中碳化物呈纤维状分布,纤维方向与表面垂直。 碳化物显微硬度可以达到HVl700~2000℃以上,表面硬度可达到HRc58~62。合金碳化物在高温下有很强的性,保持较高的硬度,同时还具有很好的抗氧化性能,在800℃以内正常使用。耐磨衬板具有很高耐磨性能和较好冲击性能,能够进行切割、弯曲、焊接等,可采取焊接、塞焊、螺栓连接等方式与其他结构进行连接,在维修过程中具有省时、方便等特点。 双金属耐磨板的断后伸长率是反映钢材塑性的重要性能指标,生产中双金属耐磨板有时会连续出现断后伸长率不合格的现象,导致耐磨板合格率降低。分析其原因有三:带状组织尤其是较宽的贝氏体硬组织带带状组织是在连铸坯加热时,合金元素和硫等杂质元素的扩散系数较低,均匀化比较困难,使得偏析存在而产生。
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,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。
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