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铁素体耐磨衬板中的合金元素主要是铬和钼,为了改善某些性能,还可以加入、铌、钨、硼等合金元素。铬的影响铬是耐磨衬板中极重要的合金元素。当钢板中含Cr量足够高时,能在钢板的表面形成致密的Cr2O3氧化膜,这层氧化膜能在一定程度上阻止氧、硫、氮等腐蚀性气体向钢板中扩散,也能阻止金属离子向外扩散。 耐磨衬板的耐高温腐蚀性能与Cr量有一定的关系,当含Cr量达到12%时,钢板的高温抗氧化能力明显。此外,Cr的熔点高,本身就具有优异的抗蠕能,在低合金钢板中加入1%左右的Cr就能明显钢板的热强性。在耐磨衬板中,Cr通常是与Mo复合应用的,Cr能调节Mo在碳化物和固溶体之间的分配。 在利用Cr-Mo复合强化时,必须使Cr、Mo含量维持在交互作用的值,方能达到的强化效果。研究表明,1Cr-1/2Mo和Cr-1Mo的复合是恰当的。钼的影响钼是热强性的重要合金元素之一,耐磨衬板中一般都含有固溶于铁素体,能显著铁素体的再结晶温度,从而蠕变强度。 Mo同时能以细小的碳化物的形式析出,产生弥散强化作用。的影响主要是通过适当的热处理,生成细小的均匀分布的碳化物颗粒,使钢板得以强化。在Cr-Mo-V钢板中,由于V的碳化物十分,将碳固定而Cr、Mo等合金元素更多地溶入固熔体,这样,间接地起到了促进固溶强化的作用。
但焊接熔池结晶与一般的钢板结晶相比有如下特点。熔池体积小,冷却速度快焊接熔池的尺寸形状取决于焊接方法、耐磨衬板热物理性质和工艺参数,典型的熔池形状是一个半椭球状。一般焊接电流增大时,熔池的深度随之增大,而熔宽相当减小;焊接电弧电压增大时,熔深减小而熔宽相对增大。 焊接速度增大时,整个熔池体积减小,并呈细长状。焊接热输入增大时,熔池长度也随之增大。除了电渣焊外,一般焊接方法的熔池质量不超过100g,体积是很小的;而且熔池周围又被冷金属包围,因此熔池的冷却速度快,平均冷却速度约为4-100℃/s。 熔池温度分布不均匀,液态金属处于过热状态熔池前部和中心处于过热状态,发生耐磨衬板的熔化;熔池后部温度较低,熔池底部接近耐磨衬板的熔点。熔池的平均温度一般超过钢板的熔点200-500℃。焊接热输入越大,熔池的平均温度越高,熔池的过热度越大。 熔池处于不断运动状态,熔池存在时间短焊接熔池中的液态金属始终处于运动状态。由于熔池随热源作同步运动,熔池前部熔化的同时,熔池后部也在凝固。即熔池各部位或整个熔池停留于液态的时间极短,熔池凝固速度是相当快的。
铁素体耐磨衬板在常温下冲击韧度低,当在高温长时间加热时,力学性能将进一步恶化,可能导致475℃脆化、脆性或晶粒等。奥氏体不绣钢在常温下屈强比低(40%-50%),而伸长率、断面收缩率和冲击吸收功很高。并具有高的冷加工硬化性。 某些奥氏体耐磨衬板经高温加热后,会产生相和晶界析出碳化铬引起的脆化现象。在低温下,铁素体和马氏体耐磨衬板的冲击吸收功很低,而奥氏体耐磨衬板则有良好的低温韧性。对含有百分之几铁素体的奥氏体耐磨衬板,更要注意低温下塑性和韧性降低的问题。 复合耐磨板的焊接化学冶金过程与焊接工艺有着密切的关系。改变工艺条件必然会引起冶金反应条件的变化,因而也就影响到冶金反应过程。这种影响可归结为以下两个方面:熔合比的影响熔合比可以改变复合耐磨板的焊缝金属的化学成分。 要保证焊缝金属成分和性能的性,必须严格控制焊接工艺条件,使熔合比、合理。例如,复合耐磨板在堆焊时总是焊接工艺规范使熔合比尽可能的小,以母材成分对堆焊层性能的影响。在异种钢焊接时,熔合比对焊缝金属成分和性能的影响甚大,因此要根据熔合比选择焊接材料。