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碳化铬耐磨板生成晶核的条件是过冷度。在一定范围内过冷度越大,固液两相的自由能相差越多,越有利于形成晶核。焊接时的冷却速度高,容易较大的过冷度,有利于凝固过程的进行。与双金属耐磨板一样,碳化铬耐磨板熔池中的晶核也是以异质晶核(非自发晶核)为主。 熔池中存在有两种所谓现成表面:一种是合金元素或杂质的悬浮质点,由于温度高,可以成为异质晶核的难熔质点很少(在一般正常情况下所起作用不大);另一种就是熔合区附近加热到半熔化状态基本金属的晶粒表面,这个半熔化的晶粒的尺寸与构造新相形成条件,而成为新形核的表面。 也就是说,熔池凝固时主要是以半熔化的母材晶粒为晶核并长大。因此,熔池具备了有利的形核条件。焊接时,为改善碳化铬耐磨板焊缝金属的性能,通过焊接材料加入一定量的合金元素(如铝、、钛、钼等)可以作为熔池中非自发晶核的质点,从而使焊缝金属晶粒细化。 焊接热循环作用下的焊缝形成有几个重要阶段,首先是耐磨衬板的局部和填充金属熔化,然后是熔化金属由液相到固相的凝固结晶,再就是连续冷却的固态相变。熔焊方法形成的焊接熔池的凝固结晶过程是晶体生产晶核与晶核长大的过程。
但焊接熔池结晶与一般的钢板结晶相比有如下特点。熔池体积小,冷却速度快焊接熔池的尺寸形状取决于焊接方法、耐磨衬板热物理性质和工艺参数,典型的熔池形状是一个半椭球状。一般焊接电流增大时,熔池的深度随之增大,而熔宽相当减小;焊接电弧电压增大时,熔深减小而熔宽相对增大。 焊接速度增大时,整个熔池体积减小,并呈细长状。焊接热输入增大时,熔池长度也随之增大。除了电渣焊外,一般焊接方法的熔池质量不超过100g,体积是很小的;而且熔池周围又被冷金属包围,因此熔池的冷却速度快,平均冷却速度约为4-100℃/s。 熔池温度分布不均匀,液态金属处于过热状态熔池前部和中心处于过热状态,发生耐磨衬板的熔化;熔池后部温度较低,熔池底部接近耐磨衬板的熔点。熔池的平均温度一般超过钢板的熔点200-500℃。焊接热输入越大,熔池的平均温度越高,熔池的过热度越大。 熔池处于不断运动状态,熔池存在时间短焊接熔池中的液态金属始终处于运动状态。由于熔池随热源作同步运动,熔池前部熔化的同时,熔池后部也在凝固。即熔池各部位或整个熔池停留于液态的时间极短,熔池凝固速度是相当快的。
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随淬火温度升高,贝氏体条变长;等温温度升高,贝氏体条变宽,碳化物颗粒变大,且贝氏体条之间相交的角度变小,趋向于平等排列,形成类似上贝氏体的结构;等温淬火后的贝氏体量随等温时间的延长而增加。贝氏体一马氏体复合组织淬火后的组织为下贝氏体、马氏体、少量残余奥氏体和少量未溶碳化物。 桥面板作为桥梁结构设计中的重要部分,其工作状态直接影响桥梁的整体工作性能。耐磨衬板是由钢底板和上层混凝土通过栓钉或开孔钢板等各种形式的剪力连接件结合而成的新型桥面板。耐磨衬板在荷载作用下,能够充分利用钢材抗拉性能强与混凝土抗压性能强的优势,有效地实现大跨度桥面板的设计应用。 但是对这种新型结构的研究才刚刚开始,理论体系尚未完善。本文基于理论分析、试验研究和数值模拟相结合的研究方法,对带开孔钢板剪力连接件的钢-混凝土组合桥面板开展了专项研究。内容主要包括以下五个部分:论文的部分,在阅读大量相关文献基础上,综述了钢-混凝土组合板的研究现状,找出了该领域研究的不足之处,提出了开展带开孔钢板剪力连接件的钢-混凝土组合桥面板静载试验的研究课题。 由于施工快捷、延性好、抗震性能优越等一系列优点,碳化铬耐磨板剪力墙(SSW)和钢板-预制混凝土板组合剪力墙(SCSW,以下简称组合剪力墙)作为建筑结构中一种新型的抗侧力构件而受到广泛。本文应用大型通用有限元ANSYS对正常边界条件下双金属耐磨板剪力墙和组合剪力墙的抗剪静力性能进行了研究。