堆焊復合耐磨鋼板在水泥廠的應用
堆焊復合耐磨鋼板在水泥生產上的應用非常普遍，它是以電弧堆焊的方法在普碳鋼板上沉積一定厚度的耐磨合金層，復合界面為完全冶金結合，用普碳鋼作基材，使得耐磨復合鋼板既有的抗磨損性能又兼備了低碳鋼板的特點，可以進行焊接、拼接、彎曲、卷弧、卷管、打孔等，這是鑄造耐磨材料所無法實現的。的耐磨層厚度在堆焊一層時為3-5mm，堆焊2層可達6-10mm，焊道寬度在30-50mm。作為基材一般采用Q235鋼板，厚度一般在6~20mm。堆焊層碳的質量分數可達4.5％~6％，鉻的質量分數在25％30％。合金層的硬度在55~65HRC，金相組織為大量先共晶碳化物十共晶碳化物+馬氏體十殘留奧氏體。高耐磨的堆焊層和高韌性的母板復合在一起，使耐磨復合鋼板兼備了高耐磨、抗沖擊和可加工的特點。

碳化鉻復合耐磨鋼板是在普通鋼板（Q235(A3)或耐熱鋼板（15CrMo、12Cr1MoV等）、不銹鋼板上堆焊耐形成以體積分數達到50%以上Cr7C3碳化物為主耐磨層。它具有高耐磨性、耐沖擊、可變形和可焊接等性能特性，可像鋼板一樣直接進行卷板變形、切割和打孔等工藝過程，加工成耐磨部件。 碳化鉻復合耐磨鋼板的表面鉆孔
與眾多耐磨材料相比，耐磨復合鋼板有其的顯著特點：
1、高耐磨性
合金層的化學成分中碳含量達4～5%，鉻含量高達25～30%，其金相組織中Cr7C3碳化物的體積分數達到50%以上，宏觀硬度為HRC56～62，碳化鉻的硬度為HV1400～1800，沙石中石英的硬度HV800～1200。由于碳化物成于磨損方向相垂直分布，即使與同成分和硬度的鑄造合金相比較，耐磨性能提高一倍以上。與幾種典型的材料耐磨性對比如下：
（1）與低碳鋼；20～25：1
（2）與高錳鋼；5～10：1
（3）與工具鋼；5～10：1
（4）與鑄態高鉻鑄鐵；1.5～2.5：1
2、良好的耐沖擊性
碳化鉻的底層為低碳鋼或低合金。不銹鋼等韌性材料，體現雙金屬的性，耐磨層抵抗磨損介質的磨損，基板承受介質的載荷，因此有良好的耐沖擊性。可以承受物料輸送系統中承受高落差料斗等沖擊和磨損。
3、較好的耐熱性
耐磨層推薦使用在≤600℃工況下使用，若在合金層中加入釩，鉬等合金，可以承受≤800℃的高溫磨損。
推薦使用溫度如下：
普通碳鋼基板推薦不480℃工況使用；
低合金耐熱鋼基板(15CrMo，12Cr1MoV等)基板推薦不540℃工況使用；
耐熱不銹鋼基板推薦在不800℃工況使用。
4、較好的耐腐蝕性
碳化鉻復合耐磨鋼板的合金層中含有高百分比的金屬鉻，故具有一定防銹和耐腐蝕能力。用于落煤筒和漏斗等場合可以做到防止粘煤。
5、適用性強
碳化鉻復合耐磨鋼板規格全，品種多，已成商品系列化。耐磨合金層的厚度在3～20mm。復合鋼板的厚度薄為6mm，厚度不限。目前，標準耐磨復合鋼板可提供3400或3000×1400mm，也可根據用戶需求，按圖紙尺寸定做加工。耐磨復合鋼板現分為普通型、耐沖擊型和高溫型三種，定購高溫耐磨和耐沖擊型復合鋼板要說明。
6、方便的加工性能
碳化鉻復合耐磨鋼板可以經過切割，打孔，卷板彎曲和焊接等工藝過程，制成各種形狀的平板，弧板，錐板，圓筒等。切割好的復合板可以拼焊成各種工程結構件或零部件。也可以用螺栓或焊接固定在設備上，更換維修方便。
7、高的價格性能比
碳化鉻復合耐磨鋼板具有很高的性能價格比。與普通鋼板相比，使用壽命可以提高十倍以上，使得維修費用和停機損失大為降低，因此其性能價格比是普通材料的2～4倍。

焊碳化鉻復合耐磨鋼板的工藝參數主要有焊接電流種類及焊接電流大小，鎢種類、直徑及端部形狀，保護氣體流量等。
1、電流種類的選擇一般根據工件材料選擇電流種類，焊接電流大小是決定熔深的主要參數，它主要根據工件材料厚度、接頭形式、焊接位置等因素選擇。
2、鎢種類、直徑和端部形狀的選擇鎢種類及直徑根據工件材料和焊接電流大小、電流種類來選擇。鎢端部形狀是一個重要的工藝參數，根據所用的焊接電流種類，選用不同的端部形狀。夾端角的大小會影響鎢的許多電流、引弧及穩弧性能。小電流焊接時選用小直徑鎢和小的錐角，可使電弧容易引燃和穩定；在大電流焊接時，錐角可避免過熱而熔化，減少損耗，并防止電弧往上擴展而影響陰斑點的穩定性。使用過程中鎢經常需要用砂輪或者的鎢磨削機進行修整。
3、氣體流量和噴嘴直徑在一定條件下，氣體流量和噴嘴直徑有一個范圍，此時，氣體保護效果，焊件上有效保護區域。如果氣體流量過低，氣體排除周圍空氣能力弱，保護效果差；流量過大，氣體排出時容易形成紊流，使空氣卷入，也會降低保護效果。同樣，在氣體流量一定時，噴嘴直徑過小，保護區域小，且因氣流速度過高而形成紊流，噴嘴直徑過大，不僅妨礙焊工觀察，而且流速過低，保護效果也不好。一般手工TIG焊噴嘴內徑范圍為5-20mm，流量范圍為5-25L/min。
4、焊接速度焊接速度的選擇主要根據工件厚度決定并和焊接電流配合以獲得所需的熔深和熔寬。在高速自動焊時，還要考慮焊接速度對氣體保護效果的影響。焊接速度過大，保護氣流嚴重偏后，可能使鎢端部、弧柱、熔池暴露在空氣中。因此采用相應措施如加大保護氣體流量或將焊前傾一定角度，以保持良好的保護作用。
5、噴嘴與焊件間距離距離越大，氣體保護效果越差，但距離太近會影響焊工視線，且容易使鎢與焊件間造成短路，產生夾鎢。一般噴嘴端部與焊件間距離在8-14mm之間。

長期以來，鋼中氫、氧、氮被人們認為是有害的氣體。但是，目前所知，在碳化鉻復合耐磨鋼板中氫、氧有害、但氮在一些鋼板中的有益作用則遠遠大于它的不利影響。
（1）氫氫在鋼板中有幾個和十幾個ppm（10-6）的固溶度，而且在奧氏體鋼中的固溶度要大于在鐵素體鋼中的。當氫超過鋼中固溶度時，鋼在凝固過程中會有氣泡形成。嚴重時，會引起鋼錠上漲時或連鑄坯中產生氣泡，較輕時氫致細小氣泡會在熱加工過程中延伸而形成裂紋。此時進行塔形發紋檢查，常常會因發紋不合格而判廢。即使鋼中僅殘留少量、微細的發紋，也會引起鋼板的塑、韌性下降，而鋼的耐疲勞性能降低尤為明顯。這與發紋在交變應力作用下成為了疲勞源有關。為使連鑄板坯不產生氫致氣泡，有的生產廠提出鐵素體鉻鋼板[H]610-6，鉻鎳奧氏體鋼[H]1010-6。但有的廠家提出，在鋼板小方坯連鑄中，希望鋼中[H]210-6或310-6。研究氫在1Cr18Ni9Ti鋼板的分布表明，氫在晶界處的濃度要比晶內高3-4cm3/100g。氫在鋼內的不均勻分布，使鋼晶界的塑性特征值比晶內相應的特征值低20%-25%。氫對Fe-Cr合金電位影響的研究表明，鋼中含氫后，Fe-Cr的電位下降，說明合金的耐腐蝕能力降低。試驗和曲線表明：在介質中有微量H2S存在的條件下，傳統鋼板易產生氫脆（SCC）；而超級鋼板只能在含有低量H2S的油氣井條件下使用。氫還可引起鋼板的組織結構產生變化。
（2）氧目前鋼板的冶煉與氧密切相關。氧化期是通過氧的作用把爐料中殘存的和過多的元素去掉；還原和精煉過程則是將階段氧化了的有用的金屬元素（例如鐵、鉻等）還原到鋼中，再將鋼中氧盡量去除；殘余氧在鋼中是有害的，而且主要是通過氧化物夾雜的形式而表現出來。在正確的脫氧條件下，鋼板中的氧含量應0.03%；對鋼的純凈度要求高的鋼板，鋼中氧量越低越好，例如2010-6或4010-6。
（3）氮一般認為，氮可促進鈍化膜中鉻的富集，提高鋼的鈍化能力；氮可形成NH3和NH4+使微區溶液的PH值提高；富鉻的氮化物在金屬與鈍化膜的界面處形成，進一步強化了鈍化膜的穩定性。

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不氧化法又稱裝入法。這種煉鋼方法沒有氧化期，爐料熔化后立即還原。不氧化法用于冶煉某些高合金鋼，如高錳鋼、高鉻鋼，等。在不氧化法煉鋼過程中，和合金鋼返回料是隨其它爐料一起裝入，由于不進行氧化過程，用電比較省。不氧化法煉鋼缺點如下：
1、由于沒有氧化脫碳過程，不能靠的鋼液沸騰來清除鋼液中的氣體和非金屬夾雜。
2、由于沒有氧化期，不能有效地脫磷。
3、沒有氧化脫碳過程，不能降低鋼液中碳含量，不適宜冶煉低碳合金鋼。
不氧化法基本上是爐料重熔過程。為了耐磨鋼板的質量，應該掌握好工藝要點：
控制耐磨鋼板的配料化學成分不氧化法煉鋼過程中，各種元素含量變化很小，鋼板的化學成分基本上由爐料決定，所配料時應將各種成分都配好，在還原期只作小范圍調整。
碳：爐料平均碳含量應為規格下限或更低，在還原期鋼液會增碳。
磷、硫：爐料中磷含量應比規格規定低w(P)0.02%，硫量也不超出規格規定。