滲合金的目的和意義
焊接冶金過程是在高溫下進(jìn)行的,各種合金元素難免要在此
過程中氧化燒損、蒸發(fā)和陷留少量在熔渣中,這些損失使焊縫金屬
的組織和性能變得不符合要求。為了保證焊接接頭的性能,必須
根據(jù)損失的情況而預(yù)先補(bǔ)加一些合金元素。
另外,在許多情況下,即使焊縫成分非常接近基本金屬的成
分,焊接接頭性能也不見得優(yōu)良。這是由于焊接過程中增加了有
害雜質(zhì)(氣體雜質(zhì)和高、低熔點(diǎn)化合物等)產(chǎn)生了某種工藝缺陷(如
裂紋或氣孔等)所致。如果增加某些合金元素克制有害雜質(zhì)的作
用,就能得到優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。
滲合金的意義更多體現(xiàn)在堆焊時(shí)。為了使堆焊層金屬得到某
種特殊使用性能(耐磨性、耐蝕性等),必須向堆焊層添加多種合金
成分,造成各種合金系統(tǒng)來達(dá)到使用要求。堆焊用之于修復(fù)機(jī)器
零件,如軋輥、鍛模、車輪、耐磨合金刀具、挖掘機(jī)鏟齒、曲柄軸等以
及其他很多機(jī)器零件,經(jīng)常因?yàn)槟p報(bào)廢,如在磨損面上堆焊一層
符合要求性能的金屬,再經(jīng)加工成形,即可重新使用。堆焊的用途
還不止于修復(fù)已磨損的機(jī)器零件,它還可以制作新的耐磨零件,如
柴油機(jī)的進(jìn)氣閥和排氣閥,只需在要求耐磨部分堆焊一層硬質(zhì)合
金,而如果整體用硬質(zhì)合金做,顯然是不經(jīng)濟(jì)、不合理的。又如鍛
模的制造,可以用整體合金鋼鍛造,也可以用普通結(jié)構(gòu)鋼作母材,
用堆焊方法滲合金造成耐磨表面,同樣能達(dá)到使用要求,而節(jié)省大
量合金鋼。
鋼中含氫是氫脆性的內(nèi)因。氫脆性的外因則取決于鋼合金化
程度、鋼被破壞時(shí)的溫度、破壞時(shí)的變形速度、焊接后焊接區(qū)的冷
卻速度等。
一般隨著焊縫合金元素含量的增加,焊縫的強(qiáng)度就增加,氫在
其中的脆化作用也就增大。但氫在奧氏體中的溶解度雖比鐵素體
中大,而氫脆的傾向并不顯著。
變形速度和試驗(yàn)溫度對氫脆性的影響很大。變形速度小(像
一般拉伸試驗(yàn))和室溫下(或稍低于室溫)可出現(xiàn)最大脆性。變形
速度較大(如沖擊試驗(yàn))或試驗(yàn)溫度較低使氫脆性消除。在室溫時(shí)
可出現(xiàn)氫脆性的金屬,如果將其冷卻到極低溫度,氫脆性就消失。
但如果再恢復(fù)到室溫,氫脆性又出現(xiàn)了。而將金屬加熱到室溫以
上的溫度,氫氣便能向外擴(kuò)散逸出,氫脆性也就不再出現(xiàn)了。
焊接區(qū)的冷卻速度增大時(shí),焊接區(qū)金屬的強(qiáng)度增加,氫脆傾向
也就增加。形成馬氏體組織時(shí),則受氫影響引起的脆性傾向最大。
如冷卻速度較小,使焊縫金屬接近于平衡組織(如形成索氏體或貝
氏體時(shí)),氫脆傾向較小。
如果焊件放置較長時(shí)間,氫可向外擴(kuò)散逸出,氫脆性逐步減
低,塑性逐步升高,加熱焊件能加快這種過程的進(jìn)行。
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