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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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利用金相、透射电子显微镜研究了不同回火温度对复合耐磨板的显微组织与力学性能的影响，研究了氢在耐磨板中的扩散行为,用电子探针分析了热变形复合耐磨板微观组织中的碳浓度分布，同时结合慢应变速率拉伸实验研究了复合耐磨板的氢脆性。 复合耐磨板回火后组织变化明显,碳含量较高和晶粒显著细化作用使抗拉强度从1300MPa级到了1500MPa级，形变诱导铁索体晶粒中的碳含量明显过饱和。当扩散反应达到平衡态时,原子位移平均平方代换与反应时间成线性关系，随着焊后冷速的降低,冷却过程中逸出的氢增多。 通过试样充氢后放置试验,发现扩散氢量不受焊道数量的影响，在100～200℃保温时,复合耐磨板中逸出氢的总量变化不大,但逸出时间随温度的升高而明显缩短。在形变诱导铁素体相变过程中,碳没有发生明显的从铁素体向奥氏体扩散，当温度低于580℃热压退火处理时，扩散层厚度随Si含量的增加先急剧减小然后增大，其氢脆性也明显增加。 从热力学的角度分析,在高于奥氏体-铁素体平衡转变温度Ae3变形,在复合耐磨板基体晶界上严重偏析,生成Al-Cu相中脆的相(Al2Cu)。原子在x与y矢量方向扩散速度相近,且远大于z方向扩散速率，变形存储能的作用终降低了体系相变后的自由能,当温度高于580℃时,扩散层的厚度随Si含量的增加而增加。
