Роль карбида бора (B₄C) в сварочных прутках
Повышенная износостойкость
Карбид бора является одним из самых твердых известных керамических материалов. Его высокая твердость и износостойкость делают его ключевым компонентом износостойких наплавочных сварочных прутков. В процессе наплавки частицы карбида бора внедряются в матрицу металла сварного шва в качестве твердой фазы, образуя структуру композитного материала, что значительно повышает износостойкость поверхности и подходит для ремонта легко изнашиваемых деталей, таких как горнодобывающее оборудование и дробильные ролики.
Высокая температурная стабильность и защита от дуги
Температура плавления карбида бора достигает 2450℃, и он может оставаться стабильным при высоких температурах сварки. Добавление карбида бора в покрытие может повысить высокотемпературную стойкость покрытия, уменьшить преждевременное разложение покрытия, обеспечить стабильность дуги и непрерывное выделение защитного газа (например, CO₂), эффективно изолировать воздух и предотвратить окисление расплавленной ванны.
Легирование и измельчение зерна
Под действием высокотемпературной дуги карбид бора может частично разлагаться и выделять бор (B) и углерод (C). Бор может проникать в расплавленную ванну и играть роль в измельчении зерна, тем самым повышая прочность и вязкость сварного шва. В то же время добавление углерода может регулировать содержание углерода в металле сварного шва, оптимизировать твердость и износостойкость, но его количество необходимо контролировать, чтобы избежать повышенной хрупкости.
Вспомогательный эффект раскисления и очистки
Бор имеет сильное сродство к кислороду и может соединяться с кислородом в расплавленной ванне, образуя оксиды бора (например, B₂O₃), уменьшая оксидные включения и улучшая чистоту сварного шва. Хотя этот эффект раскисления не так значителен, как у традиционных раскислителей (например, кремния и марганца), его можно использовать в качестве дополнительного механизма очистки.
Специальные варианты применения
В ядерной промышленности или в области защиты от нейтронов карбид бора может использоваться в специальных сварочных прутках благодаря его превосходной способности поглощать нейтроны, что повышает эффективность защиты сварного шва от нейтронов, хотя это применение является относительно узкоспециализированным.