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复合耐磨板的工艺控制措施及抗断性能

2018-07-08

随着复合钢板强度不断提高,强度提高带来的焊接冷裂纹倾向大、焊缝金属韧性下降的问题日益显得突出,很大程度上制约了堆焊复合板的应用。为解决该焊接难题,材料界提出了堆焊复合板的焊接匹配的课题。对于焊接接头,焊缝金属与母材在强度上存在三种组配关系:等强匹配(焊缝强度等于母材)、高强匹配(焊缝于母材)及低强匹配(焊缝强度低于母材)。长期以来,虽然实际焊接结构的设计、焊接工艺制定及焊接材料选择基本以等强匹配为主,但一些研究人员提出了高强匹配焊接技术,而有些研究人员则认为低强匹配   易获得   焊接接头。经分析认为低强匹配焊接技术能较好的控制焊接冷裂纹的产生并接头的抗断性能。

堆焊复合板的组织大、不均匀,水韧处理后的也常常是粗大的组织,晶粒度一般是在1级左右,个别情况下还打不到1级,且钢板的晶粒度很不均匀,导致钢板的性能下降。除了采用变质处理、悬浮铸造等工艺措施细化钢板组织外,在水韧处理前进行预珠光体化处理,也是细化堆焊复合板晶粒的重要途径之一。

堆焊复合板材质热膨胀量大,辊温分布不佳易产生不均匀热膨胀和氧化膜异常脱落,影响轧辊的热凸度和辊缝精度。影响堆焊复合板轧辊氧化膜和热凸度的关键因素是轧辊辊面温度。

因此,理想的轧辊冷却方式、缩短辊面处于高温状态的时间,是控制辊面的氧化膜厚度、控制热凸度、减少热裂纹的重要手段。热轧过程中轧辊的瞬时接触温度为600℃~750℃,辊体温度超过50℃,辊面从接触弧出来后,   尽快将温度由700℃降到300℃以下,以防止进一步氧化。

轧辊经过瞬时高温接触区后,工作在100%水冷环境中有利于生成具有   佳保护性能的Fe3O4氧化膜。加大出口侧冷却水量、减少入口侧水量、降低切水堆焊复合板高度可以加强轧辊的冷却效果,但仍存在辊面温度高、分布不均匀的问题。

堆焊板通过优化轧辊冷却水分布,加大轧辊中部的冷却水量,能够明显降低辊面温度,温度分布均匀性。

为此,相应的工艺控制措施是:

1、提高铸机的对弧精度,避免堆焊复合板凝固初期固液界面上应力过大,防止沿晶裂纹的产生,足辊出口对弧精度为0.5mm,零段出口对弧精度为0.33mm,一段出口对弧精度为0.27mm。

2、适当加快连铸速度,通过提高喷嘴质量、喷射角度,及在   范围内增大冷却水量、提高水的流速、降低水温等方法实现强制冷却,加强铸坯表面冷却的均匀性,减小堆焊复合板板坯中心温度与角部温度的差异,板坯在500℃附近冷却,避免脆性相的产生。

3、钢中硬而脆的   相颗粒的存在会影响裂纹的性质,铁素体晶界上存在大量的碳化物析出相,这种沿晶界的析出物将加速裂纹的扩展,致使铸坯   容易发生脆性断裂。严格控制钢种成分,尤其是碳、氮质量分数的控制,在不过分增加生产成本的前提下,要求wC+wN小于0.03%。

4、复合板铸坯采用带温修磨,修磨温度控制到120℃以上,一周内完成铸坯的转序、轧制。


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