经实验证明,沉淀强化的耐磨板在力学性能方面的显著特点是屈服强度有大幅度提高。例如,经过沉淀强化处理的耐磨板的屈服强度达到480-8l0MPa,屈强比为0.55-0.56;采用钥、钒、铁复合合金化的耐磨板,弥散强化后的屈强比为0.60-0.65。
同时,沉淀强化耐磨板的硬度和冲击韧度也都有所提高。例如,耐磨板沉淀强化后的硬度为230-300 HBw,冲击韧度为140-180,更重要的是上述指标的提高并不带来塑性的显著下降。
耐磨钢板在1100℃水淬后,先在中温区不同温度保温,后在970℃水淬后的性能。随着中温区保温温度的提高和保温时间的延长,钢中碳化物数量增加,沉淀强化效果增强,导致硬度有所提高。
NM360耐磨板的热导率只有碳钢的1/2,即使在900-1000℃高温阶段的热导率也低于碳钢在相同温度的热导率。因此,NM360耐磨板的加热速率,特别是在低温阶段应低于碳钢,以避免铸件内部温度梯度过于陡峭而产生裂纹。
壁厚为40-80mm的铸件在700℃以下的加热速率不应超过100℃/h;壁厚为80-120mm的铸件不应超过75℃/h;壁厚超过120mm的铸件应小于50℃/h。在700℃以上,壁厚小于100mm的铸件可以随炉升温;而壁厚大于100mm的铸件,升温速率不超过100℃/h。
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。
喷射成形技术是一种非常有发展前景和潜能的制备技术,在高合金化材料成形和制备方面有很大优势。堆焊耐磨钢板喷射成形技术原理是熔融堆焊耐磨钢板在高压惰性气体的作用下被雾化成细小弥散的液滴,随后在高速飞行的过程中迅速冷却至过冷态,然后在凝固前沉积到收集器上形成连续致密的近终形坯件。
耐磨钢板喷射成形技术工艺大大简化,生产周期缩短,大大降低成本,可以制备近终成型的坯体;冷凝速度快,冷速高达103 K/s,从而了组织宏观偏析,获得了精细的呈等轴状的显微组织。
不仅如此,它的高沉积率,单个产品的质量通常可达1 t 以上,有利于工业化生产;高合金性能优异,喷射成形材料性能(如耐蚀性、耐磨性、磁性以及强度和韧性等理化和力学性能),与粉末冶金材料相当,比常规铸造材料有较大提高。
具有更广泛的应用,可生产多种合金,尤其是在高温合金、堆焊耐磨钢板等高合金化材料方面具有明显优势,在堆焊耐磨钢板基复合材料方面也有广阔的应用前景。目前堆焊耐磨钢板喷射成形技术主要用于研究开发各种高性能合金产品,包括铝合金、铜合金、耐磨板、工具钢、堆焊耐磨钢板、轧辊合金以及高温合金,应用范围涉及汽车、石油化工、电子、航天领域以及很多普通的工业领域。
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