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我某新型发动机的复合耐磨板零件约占零件总数的11%。本文是在该新机试制过程中积累的对耐磨板材料切削特性以及在不同加工方法下出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。复合耐磨板的切削加工性及普遍原则复合耐磨板按金属组织分为a相、b相、a+b相,分别以TA,TB,TC表示其牌 和类型。 我某新型发动机所用材料为TA,TC两种。一般铸、锻件采用TA系列,棒料用TC系列。特点及切削加工性复合耐磨板相对一般合金钢板具有以下优点:比强变高:复合耐磨板的密度只有5g/cm3,比铁小得多,而其强度与普通碳钢相近。 机械性能好:复合耐磨板的熔点为1660℃,比铁高,具有较高的热强度,可在550℃以下工作,同时在低温下通常显示出较好的韧性。抗蚀性好:在550℃以下复合耐磨板的表面易形成致密的氧化膜,故不容易被进一步氧化,对大气、海水、蒸汽以及一些酸、碱、盐介质均有较高的抗蚀能力。 另一方面,复合耐磨板的切削加工性比较差。主要原因为:导热性差,致使切削温度很高,降低了耐用度。680℃以上温度时,表面形成氧化硬层,对有强烈的磨损作用。塑性低、硬度高,使剪切角增大,切屑与前刀面长度很小,前刀面上应力很大,刀刃易发生破损。
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在大气中,复合耐磨板的表面粗糙程度越低,耐磨板的耐蚀性越好,一般解释为表面越光滑,表面的沉积污染物越少,而且在雨水的冲刷下极易,点蚀难以在表面形成;同时,表面越粗糙,不仅沉积的污染物越多,而且在大气中的Cl-等也越易附着。 钛(Ti):缩小奥氏体相区元素,是强碳化物形成元素,与氮的亲和力极强。固溶状态时,固溶强化作用极强,但同时降低固溶体的韧性。双金属耐磨板的回火性,并有二次硬化作用。钛能改善耐磨板的热强性,耐磨板的抗蠕能及高温持久强度;有防止和减轻不锈耐磨板晶间和应力腐蚀作用。 由于细化晶粒和固定碳,对耐磨板的焊接性有利。钨(W):钨能耐高温,而且溶于双金属耐磨板中会与碳形成碳化钨,能耐磨板的强度。有二次硬化作用,增加耐磨性。钨使耐磨板具有红硬性,因此钨是高速工具耐磨板中的主要合金元素。 铌(Nb):双金属耐磨板的热强性。铌与碳、氮、氧都有极强的结合力,并与之形成相应的极为的化合物,因而能细化晶粒,降低耐磨板的过热性和回火脆性。有极好的抗氢性能。硼(B):硼的显著作用是双金属耐磨板的淬透性。
运用低速切开办法避免切开裂纹,其可靠性不如预热。咱们主张切开前先对切开带用火焰空跑几趟进行预热,预热温度到达120C左右为宜。其切开速度取决于复合耐磨板等级和厚度。需要注意的是:将预热和低速切开办法联系运用,能够进一步下降切开裂纹的呈现概率。 1)切开后缓冷的请求:不管复合耐磨板切开前是不是预热,切开后的缓冷都会有用下降切开裂纹的危险。将切开后带有温热的部件进行堆积,运用隔热毯将其覆盖,可完成缓冷至室温。2)切开后加热的请求:在厚复合耐磨板切开后当即进行加热,能够有用切开应力,也是避免切开裂纹的有用办法和办法。 采用光学显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪及电子背散射衍射等实验,研究了等温处理对组织和力学性能的影响,测定了不同加热温度下双金属耐磨板的连续冷却转变(CCT)曲线,并对耐磨板微观组织、物相及相似结构相进行了表征。 随着退火温度的升高,双金属耐磨板中铁素体相比例降低,贝氏体相比例升高,残余奥氏体直径在2~3m之间,以椭圆状和细条状分布在铁素体晶界及晶内。拉伸变形初期奥氏体转变较快,拉伸变形后期奥氏体转变较慢,当加热温度由奥氏体化温度降低到两相区内较高温度时,CCT曲线中铁素体转变区左移。
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