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耐磨钢板(Wear Resistant Steel Plate)是指大面积磨损工况条件下使用的特种板材产品。目前,常用的耐磨钢板是在韧性、塑性较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、耐磨性优良的合金耐磨层而制成的板材产品。另外,还有铸造耐磨板和合金淬火耐磨钢板。
耐磨钢板结构特点
耐磨钢板由低碳钢板和合金耐磨层两部分组成,合金耐磨层一般为总厚度的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,由合金耐磨层提供满足指定工况需求的耐磨性能。
耐磨钢板合金耐磨层和基板之间是冶金结合。通过专用设备,采用自动焊接工艺,将高硬度自保护合金焊丝均匀地焊接在基板上,复合层数一层至两层以至多层,复合过程中由于合金收缩比不同,出现均匀横向裂纹,这是耐磨钢板的显著特点。
日本进口耐磨板经冷加工塑性变形可以提高其强度。这是由于日本进口耐磨板在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。固溶强化通过合金化(加入合金元素)组成固溶体,使日本进口耐磨板得到强化称为固溶强化。相变强化。通过热处理等手段发生固态相变,获得需要的组织结构,使日本进口耐磨板得到强化,称为相变强化。
相变强化可以分为两类沉淀强化(或称弥散强化)。在日本进口耐磨板中能形成稳定化合物的合金元素,在一定条件下,使之生成的第二相化合物从固溶体中沉淀析出,弥散地分布在组织中,从而有效地提高日本进口耐磨板的强度,通常析出的合金化合物是碳化物相。
日本进口耐磨板表面超硬化处理方法主要有物理气相沉积(PVD),化学气相沉积(CVD),物理化学气相沉积(PCVD),扩散法金属碳化物履层技术,其中,PVD法具有沉积温度低,工件变形小的优点,但由于膜层与基体的结合力较差,工艺绕镀性不好,往往难以发挥超硬化合物膜层的性能优势。
CVD法具有膜基结合力好,工艺绕镀性好等突出优点,但对于大量的日本进口耐磨板而言,其后续基体硬化处理比较麻烦,稍有不慎,膜层就易破坏。因此其应用主要集中在硬质合金等材料上。
PCVD法沉积温度低,膜基结合力及工艺绕镀性均较PVD法有较大改进,但与扩散法相比,膜基结合力仍有较大差距,此外由于PCVD法仍为等离子体成膜,虽然绕镀性较PVD法有所改善,但无法消除。
由扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层,与基体形成冶金结合,具有PVD、PCVD无法比拟的膜基结合力,因此该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势,此外,该技术不存在绕镀性问题,后续基体硬化处理方便,并可多次重复处理,使该技术的适用性更为广泛。
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