【耐磨板】高压锅炉管工艺成熟

　　利用金相、透射电子显微镜研究了不同回火温度对复合耐磨板的显微组织与力学性能的影响，研究了氢在耐磨板中的扩散行为,用电子探针分析了热变形复合耐磨板微观组织中的碳浓度分布，同时结合慢应变速率拉伸实验研究了复合耐磨板的氢脆性。 　　复合耐磨板回火后组织变化明显,碳含量较高和晶粒显著细化作用使抗拉强度从1300MPa级到了1500MPa级，形变诱导铁索体晶粒中的碳含量明显过饱和。当扩散反应达到平衡态时,原子位移平均平方代换与反应时间成线性关系，随着焊后冷速的降低,冷却过程中逸出的氢增多。 　　通过试样充氢后放置试验,发现扩散氢量不受焊道数量的影响，在100～200℃保温时,复合耐磨板中逸出氢的总量变化不大,但逸出时间随温度的升高而明显缩短。在形变诱导铁素体相变过程中,碳没有发生明显的从铁素体向奥氏体扩散，当温度低于580℃热压退火处理时，扩散层厚度随Si含量的增加先急剧减小然后增大，其氢脆性也明显增加。 　　从热力学的角度分析,在高于奥氏体-铁素体平衡转变温度Ae3变形,在复合耐磨板基体晶界上严重偏析,生成Al-Cu相中脆的相(Al2Cu)。原子在x与y矢量方向扩散速度相近,且远大于z方向扩散速率，变形存储能的作用终降低了体系相变后的自由能,当温度高于580℃时,扩散层的厚度随Si含量的增加而增加。

　　埋弧焊的工作原理：埋弧焊的电弧是掩埋在颗粒状焊剂下面的。当焊丝和耐磨衬板之间引燃电弧，电弧热使衬板、焊丝和焊剂融化以致部分蒸发，金属和焊剂的蒸发气体形成了一个气泡；电弧就在这个气泡内燃烧。气泡的上部被一层烧化了的焊剂一熔渣所构成的外膜所包围，这层外膜不仅很好地隔了空气与电弧和溶池的，而且使有碍操作的弧光辐射不再散发出来。 　　埋弧焊接耐磨衬板中，焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的，而且使熔池金属较慢的凝固；了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性。埋弧焊接耐磨衬板的特点：生产效率高这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度，因此电弧的熔深能力和耐磨衬板的熔敷率都大大。 　　另一方面，由于焊剂和熔渣的隔热作用，电弧基本上没有的辐射散失，飞溅也小。因而使埋弧焊的焊接速度大大。焊缝质量高因为熔渣隔绝空气的保护效果好，电弧区主要成分是CO，焊缝金属中含氮量、含氧量大大降低。劳动条件好除减轻了手工焊操作的劳动强度外，埋弧焊主要适用于耐磨衬板的水平面长焊缝焊接，且焊丝埋在焊剂层下，没有烟尘，也没有弧光辐射。 　　焊剂是焊接双金属耐磨板时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种颗粒状物质，具有类似焊条药皮作用的焊接消耗材料。主要是由矿物类材料和少部分的脱氧剂、合金剂组成。焊剂应具有良好的冶金性能焊剂配以适宜的焊丝，选用合理的焊接参数，使焊缝金属具有适宜的化学成分和良好的力学性能，以满足双金属耐磨板的设计要求，同时，焊剂还应有较强的抗气孔和抗裂纹能力。

　　碳化铬耐磨板生成晶核的条件是过冷度。在一定范围内过冷度越大，固液两相的自由能相差越多，越有利于形成晶核。焊接时的冷却速度高，容易较大的过冷度，有利于凝固过程的进行。与双金属耐磨板一样，碳化铬耐磨板熔池中的晶核也是以异质晶核（非自发晶核）为主。 　　熔池中存在有两种所谓现成表面：一种是合金元素或杂质的悬浮质点，由于温度高，可以成为异质晶核的难熔质点很少（在一般正常情况下所起作用不大）；另一种就是熔合区附近加热到半熔化状态基本金属的晶粒表面，这个半熔化的晶粒的尺寸与构造新相形成条件，而成为新形核的表面。 　　也就是说，熔池凝固时主要是以半熔化的母材晶粒为晶核并长大。因此，熔池具备了有利的形核条件。焊接时，为改善碳化铬耐磨板焊缝金属的性能，通过焊接材料加入一定量的合金元素（如铝、、钛、钼等）可以作为熔池中非自发晶核的质点，从而使焊缝金属晶粒细化。 　　焊接热循环作用下的焊缝形成有几个重要阶段，首先是耐磨衬板的局部和填充金属熔化，然后是熔化金属由液相到固相的凝固结晶，再就是连续冷却的固态相变。熔焊方法形成的焊接熔池的凝固结晶过程是晶体生产晶核与晶核长大的过程。