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提高珠光体耐热钢的热强性有三种方式:
①基体固溶强化,加入合金元素强化铁素体基体,常用的Cr,Mo,W,Nb元素能显著提高热强性
②第二相沉淀强化:在铁素体为基体的耐热钢中,强化相主要是合金碳化物
③晶界强化:加入微量元素能吸附于晶界,延缓合金元素沿晶界的扩散,从而强化晶界。
钢中的铁、锰、铬、镍等元素在液态下能够与铝混合,形成有限固溶体,也会形成金属间化合物,钢中的碳也能与铝形成化合物,但在固态下彼此几乎不相溶。铝和铁在不同含量之间,可形成多种脆性的金属间化合物,其中FeAls脆。对钢与铝的熔接接头的力学性能,包括显微硬度都有明显的影响。另外,由于钢、铝及其合金的热物理性能差别也很大,因此使钢与铝的焊接性变差。
复合镀层碳钢与铝及其合金的氩弧焊,就是在钢一侧先镀一层铜或银等金属,然后再镀一层锌。焊接时锌先熔化(因焊丝熔点比锌高),漂浮在液面上。而铝在锌层下与铜或银镀层发生反应,同时铜和或银溶解于铝中,可以形成较好的焊接接头。可使钢一铝焊接接头强度提高到197~213MPa。
焊接材料一一要选择含硅量少的纯铝焊丝,可获得成形的接头。不宜用含镁焊丝(LFS),因它会强烈促进金属间化合物的增长,不了焊缝接头的强度。焊接方法——焊接时,工件与焊丝、钨极的相对位置。为防钢表面覆层过早烧损,焊道焊缝时,焊接电弧要始终保持在填充金属上面;以后各道焊缝焊接,电弧应保持在填充焊丝和已成形焊缝上,这样可避免电弧直接作用于镀层上。另外使电弧沿铝侧表面移动而铝焊丝沿钢侧移动,使液态铝漫流到复合镀层的钢的坡口表面,也可使镀层不能过早烧损和失去作用。
中间过渡件间接熔焊法。这种焊法就是在钢铝接头中间放人一段预制的钢铝复合板,使其形成各自的接头,即钢一钢和铝-铝接头。然后采用常规的熔焊方法分别焊接两端的同种金属。焊接时要注意先焊收缩较大易于热裂的铝材接头,然后再焊接钢材焊接。
楔焊是将钢焊件加工成尖锐的楔形,在固态共晶温度(520~ 570℃)下,通过压力的作用,将钢焊件压人较软的铝及其合金的焊件中,使接触处铝的氧化膜被破碎掉,从而形成具有一定强度的接头。
由于与硬质合金相焊的基体材料一般是碳素钢,硬质合金与之相比具有较小的热膨胀系数和较低的热导率,因此焊接时容易出现:焊接裂纹、焊缝脆化、气孔夹渣及氧化等问题。
硬质合金与钢的焊接广泛用于机械加工的刀具、刃具、钻采工具和以耐磨作为主要性能的各种零部件,可以节省大量的贵重金属,降低生产成本提高零部件的使用寿命。硬质合金含有较高含量的碳化物和合金元素,虽然可以进行焊接加工,但焊接时容易出现淬硬组织和裂纹,采取有效的工艺措施,才能获得满意的焊接接头。常用的焊接方法有氧-乙炔火焰钎焊、真空钎焊、电弧焊、惰性气体保护焊、摩擦焊、等离子弧焊、真空扩散焊和电子束焊等。尤其是钎焊成为了硬质合金与钢焊接的主要方法。
埋弧焊时,都采用直流反接以获得较大的熔深;而埋弧堆焊时,则采用直流正接以减小熔深。熔化极气体保护电弧焊时,由于直流反接时不仅熔深大,而且焊接电弧和熔滴过渡过程都较直流正接和交流时稳定,而且具有阴极清理作用,因此被广泛使用,而直流正接和交流则一般不被采用。
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