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耐磨钢板铸件的修补
耐磨钢板浇注后,开箱、落砂、取出铸件。这时铸件上还有浇冒口等,应切除。另外,若铸件存在缺陷应消除缺陷,必要时进行焊补。
(一)耐磨钢板铸件的切割
耐磨钢铸件在开箱之后,需要对浇门、冒口以及飞边毛刺进行必要的修理与切割。另外,若铸件的表面存在缺陷,则要进行焊补,在焊补之前要进行切割清理。但由于耐磨钢在性能和组织上的特殊性.如钢的导热性低、热膨胀系数大、铸态组织中有大量网状碳化物、性能很脆、铸态切割时较易开裂等。使切割产生一系列的问题和困难。耐磨钢铸件经过热处理后虽然钢的塑性、韧性大为提高,但切割时受热又会使碳化物析出。在切口附近钢的成分、组织和性能有较大的变化,使钢变脆,也容易开裂。耐磨钢铸件在切割之后的表面上常常有网状裂纹,深度大约5mm以下。耐磨钢的切割工艺是较难的。
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铸态下由于组织和性能较不均匀很难切割,在铸态下进行切割,切割后放人炉中加热到1050℃保温后水淬,也发现切口处有裂纹。曾试验过将铸件预热到300-800℃进行热状态下的切割,切割、空冷后,观察切口表面没有裂纹,但在热处理之后在切口表面仍出现网状裂纹。这两种情况下的裂纹虽然都是在热处理后才发现,实际是铸态下切割时已经形成。经过热处理,切口表面的氧化皮脱落,裂纹才暴露出来。铸态下切割时所形成的微小裂纹有可能在热处理过程中扩大。这一方面是由于热处理过程中加热和水淬激冷时热应力的作用,另外则是由于高温时切口表面严重脱碳,锰含量也降低,水淬后形成大量的马氏体,使钢的性能变脆,在应力作用下裂纹扩展所造成。
切割时,往往由于低熔点共晶,如磷共晶或是其他低熔点物质在高温下熔化,在切割后冷却过程中受到拉应力,这种拉应力是由于火焰切割时受热不均,切口处后冷却收缩受到周围温度较低的区域的牵制而造成的。
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低碳耐磨板包括普通低碳耐磨板、优质低碳耐磨板、低碳锅炉钢,以及低碳容器用钢、桥梁用钢等。含碳量低于0.25%。由于低碳耐磨板含碳量低,焊接性好,通常不需要采取特殊的工艺措施,就可以获得优质的焊接接头。
焊接质量
其中,冷轧板、热轧板、镀锌板、槽钢四种材料都属于低碳钢。低碳耐磨板的特点是含碳量低, Mn和Si的含量也比较少通常不会因焊接在热影响区产生硬化组织,钢材的塑性较好,焊接接头产生裂纹的倾向小,故它们都是焊接性好的钢种。只要注意一下几个方面就可保证焊缝的焊接质量:
(1) 前清除焊件表面的铁锈、油污、水分等杂质,焊条、焊剂必须烘干。
(2) 焊缝、对接多层焊的层焊缝及单道焊缝要避免深而窄的坡口形式,以防止出现裂纹、未焊透、夹渣等缺陷。
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(3) 结构件的刚度增大、焊缝的裂纹倾向也增大,因此焊接刚度大的结构件时,宜选用低氢碱性焊条,焊前预热或焊后消除应力热处理措施。
(4) 环境温度低于—10℃以下焊接低碳耐磨板时接头冷却速度较快,为了防止产生裂纹,应采取以下减缓冷却速度的措施: ①焊前预热,焊时保持层间温度; ②采用低氢型或**低氢型焊接材料; ③点固焊时必须加大焊接电流,适当加大点固焊的焊缝截面和长度,必要时焊前页采取预热; ④整条焊缝联系焊完,尽量避免中断,熄弧时要填满电弧坑。
焊接工艺
由于低碳耐磨板是焊接性好的钢种,所以各种焊接方法都在低碳耐磨板焊接中得到应用。如手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊、气焊、电阻焊、氩弧焊、钎焊等。其中常用的是手工电弧焊、气体保护焊、氩弧焊、埋弧焊等。
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淬火不当对耐磨钢板的影响
淬火温度不当而造成耐磨衬板的两种淬裂
(1)仪表的指示温度低于炉子实际温度,使实际淬火温度偏高,造成过热淬火,导致耐磨衬板发生开裂。凡过热淬火开裂的显微组织,均存在着晶粒粗大和粗大马氏体,产生的裂纹主要以沿晶的形式存在。
(2)耐磨衬板实际含碳量**钢材牌号所规定的含量,若按原牌号作正常工艺淬火时,等于提高了钢的淬火温度,故容易造成铸钢件过热和晶粒长大,使淬火时应力增大而可能引起淬裂。耐磨钢板
机械加工缺陷导致的淬裂
由于机械加工不良,在铸钢件表面留下了深而粗的刀痕,在淬火冷却时,造成该处应力集中而导致裂纹。
耐磨衬板外形对淬火裂纹的影响
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耐磨衬板几何形状不合理或截面过渡区厚薄相差较大,在淬火时均易因应力集中而产生裂纹,另外,若铸钢件的锻造流线分布不良,亦可能在淬火时造成淬裂缺陷。
因原始组织不良而导致的淬裂
(1)若耐磨衬板的显微组织具有严重的带状偏析或化学成分严重偏析,在淬火时会引起较大的组织转变应力。再者,碳化物处易发生过烧现象,因而使铸钢件容易发生开裂。
(2)耐磨钢板耐磨衬板经一次淬火后若需返修,在*二次淬火前又未经消除组织应力,则有可能在*二次淬火中产生裂纹,其裂纹往往沿着次的淬硬层分布。
(3)如果耐磨衬板在淬火前残余内应力较大,在淬火时容易造成开裂,出现该情况的耐磨衬板,往往存在晶粒粗大,有魏氏组织等现象。
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耐磨板表面美观以及使用可能性多样化,耐磨性能好,比普通钢长久耐用,耐磨板耐磨性好强度高,因而薄板使用的可能性大,耐高温氧化及强度高,因此能够抗火灾常温加工,即容易塑性加工,因为不必表面处理,所以简便、维护简单清洁,光洁度高焊接性能好。
耐磨板本身屈服点高,硬度高,冷作硬化效应显着,耐磨板进行折弯时其特点如下:因导热性比普通低碳钢差,延伸率低,导致所需变形力大;耐磨板料在折弯时与碳钢相比有强烈的回弹倾向;耐磨板相对于碳钢由于延伸率低,折弯时工件折弯角R要大于碳钢,否则有出现裂纹的可能;由于耐磨板硬度高,冷作硬化效应显着因此在选择压弯时要选择热处理硬度应达到60HRC以上的工具钢,其表面粗糙度要比碳钢的压弯高一个数量级。
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根据以上特性,一般来说:单位尺寸下,板材越厚,所需折弯力越大,而且随着板厚增大在选择折弯设备时折弯力的裕量应该更大;单位尺寸下,抗拉强度越大,延伸率越小,所需折弯力越大,折弯角应该越大。
根据实际情况,一道弯工件的展开尺寸为直角边相加减去两个板厚,完全可以满足设计精度要求,根据经验公式计算展开量可简化计算过程大大提高生产效率;材质的屈服强度越大,弹性回复量就越大,为获得折弯件90度的角度,所需压刀的角度就要设计的越小。相对于碳钢相同板厚的耐磨板折弯角较大,这一点应特别注意否则会出现压弯裂纹,影响工件强度。无时非在该拉淡件由凸模外退没时立刻产生,有时非在拉深变形先蒙碰打或者振静时发熟;也有时在拉深变形先经由一段时光的寄存或者在应用进程中才发作。
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