1.裂纹
双金属复层耐磨钢板的表面布满裂纹，并有一定的规律性。从正面看，裂纹都垂直于焊道方向；从剖面看，裂纹贯穿耐磨层厚度方向，止于熔合线，母板上没有裂纹。裂纹产生需要两个先决条件：1、外加应力；2、应力集中点。前面已经提到，耐磨层由基体和碳化物组成，碳化物和基体是机械结合。碳化物可以看作是焊接缺陷—夹渣，这就是应力集中点，是裂纹源；双金属复层耐磨钢板的堆焊过程是一个不均匀的加热过程，堆焊耐磨层时产生很大的焊接残余应力。横向应力是压应力，产生塑性变形，使耐磨板的横向尺寸缩短，但不会造成裂纹；纵向应力是拉应力，应力水平接近材料的屈服强度。纵向拉伸应力作用于大量分布在耐磨层中的由碳化物造成的应力集中点上，裂纹由此产生，并且裂纹方向垂直于焊道方向。通常情况下，裂纹不影响耐磨性；细磨粒工况（磨粒直径小于裂纹宽度）设计结构时，磨粒流向垂直于裂纹方向。
裂纹情况可以间接反映双金属复层耐磨钢板的耐磨性，可以根据裂纹情况对耐磨板的优劣做出一个初步判断。一般情况下，同一类型的耐磨板，裂纹越细小、有规律排布，说明耐磨层中碳化物细小、棱角少、排列有规律，耐磨性好；反之，则耐磨性差。
2.稀释率
为了保证堆焊层具有所需的成分和性能，同时节约贵重金属，应尽量减少母材对堆焊层的稀释作用，熔敷金属被稀释的程度通常用母材金属在熔敷金属中所占的百分比来表示，即稀释率。直观讲，稀释率是指堆焊层横截面积中，母材熔入的面积与堆焊层横截面积之百分比。稀释率增加时，熔敷金属中有益成分随之减少，从而使它的硬度、耐磨性及其他所要求的性能降低。采用不同的焊接方法时，其稀释率也不同。
稀释率与双金属复层耐磨钢板的耐磨性本无必然的直接联系，耐磨堆焊时，强调低稀释率熔覆技术是基于以下原因：1、耐磨堆焊的意义在于以高耐磨性的、尽可能薄的耐磨层替代低耐磨性的、厚重的常规材料，以期达到提高使用寿命，节材节能的目的。低稀释率熔覆技术可以帮助我们在薄的（2mm~4mm）单层堆焊条件下，获得高耐磨性堆焊层，这才是耐磨堆焊真正的目的和意义所在，是耐磨堆焊优势的最好体现；依靠多层堆焊厚的耐磨层获得高耐磨性不是耐磨堆焊所追求的。2、大家知道，目前采用药芯焊丝制作双金属复层耐磨钢板是主流，药芯焊丝是由钢带卷成的套筒和套筒内的合金粉、焊剂组成。套筒占药芯焊丝总重量的40%左右，去除松装比因素，实际合金填充量只有45%左右。也就是说，药芯焊丝在制作过程中已经有55%左右的“稀释率”了。堆焊过程中，应该还有10%~20%的稀释率，总体累计下来，药芯焊丝堆焊双金属复层耐磨钢板实际稀释率为65%~75%。双金属复层耐磨钢板通常要求的化学成分是：C4%~6%，Cr20%~30%，其他合金元素3%~10%。药芯焊丝单层堆焊将无法达到上述对化学成分的要求，只能是多层堆焊才能达到上述要求。多层堆焊一方面会加大生产成本，另外堆焊层上下性能不均匀，上层耐磨性高，下层耐磨性低，整体耐磨性达不到要求。
因此，药芯焊丝能否制作出高质量的双金属复层耐磨钢板，低稀释率是关键因素之一。这也是药芯焊丝制作双金属复层耐磨钢板的一个缺点，即合金添加量有上限。既然合金添加量有上限，那当然耐磨性就也有上限了。本文认为，药芯焊丝适合于制作中等耐磨程度的双金属复层耐磨钢板，不适合用于制作高耐磨性的双金属复层耐磨钢板。自溶合金非熔化极熔融堆焊法制作双金属复层耐磨钢板，合金添加量100%，稀释率40%左右，实际合金添加量高达60%，可以比药芯焊丝添加更多的合金元素，可以在更宽的范围内实现合金配比，自然会制作出比药芯焊丝更高耐磨性的双金属复层耐磨钢板。这也是自溶合金非熔化极熔融堆焊法制作双金属复层耐磨钢板的突出优点之一。
3.表面成型的意义
双金属复层耐磨钢板表面成型是指表面平整光滑程度，平整光滑的表面使耐磨板各部位耐磨性均匀，使用寿命统一，并可降低摩擦系数，减少物料通过时的阻力，有利于提高服役寿命。此外，平整光滑的表面意味着相同外型尺寸的耐磨板重量相同，对选粉机动叶片、风机叶片等要求重量相等的耐磨件有特别的意义。表面粗糙、凸凹不平，增大物料通过时的阻力，磨损加剧；凹陷部位极易提早失效，造成耐磨板整体使用寿命降低。自熔合金非熔化极熔融堆焊法制作的双金属复层耐磨钢板由于合金系统具有“自熔性”（自熔合金：含有B和（或）Si元素，熔点较低，大约在950℃～1150℃之间，本身具有脱氧、造渣、除气和良好浸润性能的合金），表面成型优于药芯焊丝明弧自保护堆焊法。
4.评价双金属复层耐磨钢板耐磨性能
评价双金属复层耐磨钢板的耐磨性比较复杂，至今没有一个明确的标准，认识比较模糊。目前比较通行的做法是测试耐磨层表面硬度，并认为表面硬度值越高耐磨性越好。表面硬度值的标识也不统一，有用洛氏硬度表示的（HRC），也有用维氏硬度表示的（Hv），还有用布氏硬度表示的（HB），比较混乱，容易给用户造成错觉，混淆视听。建议有关部门及早制定双金属复层耐磨钢板国家标准，统一标识。硬度是金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力。硬度可以部分反映金属材料的耐磨性，但完全用硬度来标识金属材料的耐磨性是不科学的，是片面的，无法全面的反映耐磨层的耐磨性。宏观洛氏（HRC）硬度值相同的耐磨板，耐磨性可能相去甚远；宏观洛氏（HRC）硬度值低的耐磨板耐磨性可能胜于宏观洛氏（HRC）硬度值高的耐磨板。
本文认为可以从以下几个方面来综合分析、评价双金属复层耐磨钢板的耐磨性：
(1)宏观洛氏（HRC）硬度值；
(2)金相组织：金相分析可以清楚的显示碳化物的类型、数量、形状、尺寸大小、分布情况，同时也可分析基体的类型和组成，是分析、评价耐磨性的重要依据；
(3)显微硬度（HV）：测试基体和碳化物的显微硬度值；
(4)磨损试验机测试磨损量：模仿实际工况进行磨损试验，测试失重量或相对耐磨性。
通过以上四个方面的测试分析、综合评定，基本可以评判耐磨板的耐磨性。
四、双金属复层耐磨钢板的应用
1.耐磨性能的相对性
万能的耐磨材料难以找到，关键在于如何合理选用。首先要正确分析工件的使用工况条件及其磨损机理，了解各种耐磨材料的性能指标，再从经济性、可靠性等方面综合考虑，选择应用最合适的耐磨材料，达到节能降耗的目的。
在以磨料磨损为主的工况条件下，耐磨材料和磨料之间硬度有一种关系：物料与耐磨材料的硬度的比值Ha/Hm对磨损率有很大影响，根据大量试验的结果，求得K3=Ha/Hm=1.3~1.7，K2=0.7~1.1。区域ⅠHa/Hm＜K2几乎没有磨损，区域ⅢHa/Hm＞K3相对磨损恒定与物料硬度无关，在区域Ⅱ内即Ha/Hm介于K3与K2之间时，相对磨损值随着Ha/Hm值的变化有很大变化。这时如物料硬度不变，设法提高金属材料的硬度，就能使工件的耐磨性显著提高。
对上面耐磨材料硬度Hm与物料硬度Ha的相互关系还可采用另一种表述方式。物料（磨料）对耐磨材料的影响因素有物料颗粒形态、大小及硬度等。其中物料的硬度影响作用指耐磨材料的耐磨性不仅决定于耐磨材料的硬度Hm,而关键决定于耐磨材料硬度与物料硬度的比值Hm/Ha。当Hm/Ha≥0.5~0.8时为软磨料磨损，Hm/Ha≤0.5~0.8为硬磨料磨损。为软磨料磨损时提高耐磨材料的硬度Hm则会迅速提高其耐磨性，为硬磨料磨损时即使提高耐磨材料的硬度对其耐磨性的提高也不大。有的资料讲到球磨机的研磨介质硬度大于等于物料硬度的80%时，才具有理想的抗磨效果，这一观点在耐磨板的使用方面可以借鉴。
各种矿物的显微硬度值：水泥熟料450~650，高炉矿渣450~700，长石650~700，烟煤30~40，石膏60~100，方解石95~150，萤石150~230，煤矸石220~330，白云石250~350，石灰石250~400，炼钢矿渣380~600，建筑玻璃500~600。
将金属材料的硬度与上述一些非金属材料的硬度进行对比，以便选择合适的耐磨材料。材料的耐磨性能不能认为是其所固有的，不同的磨损条件，耐磨材料的磨损率是不同的。材料的磨损性能随磨损条件而变化，水泥生产中每一种物料对耐磨材料耐磨性能的要求也不同，由此应提出相应的硬度、韧性、强度、塑性等要求。
五、结束语
双金属复层耐磨钢板已在冶金、水泥、煤炭、电力、码头等行业大量使用。2009年我国水泥产量16.5亿吨，钢产量5.678亿吨，煤炭22亿吨，电力中的火力发电装机容量6亿千瓦以上，矿业产量、码头装卸量大幅度提高，为耐磨材料的发展和使用提供了广阔的市场。原材料工业的产品生产有流程性的特点，生产过程中加工处理、装卸运输的物料量一般可以达到产品数量的几倍，例如水泥工业达到3倍，因此生产过程中加工处理、装卸运输的物料量是非常大的，耐磨材料的市场前景应该是乐观的。其中双金属复层耐磨钢板占有很大的数量，更要引起使用者的关注。随着低碳经济时代的到来及我国“节能、降耗、环保”，“规模化生产”等政策的进一步贯彻落实，双金属复层耐磨钢板的应用还有很大增长空间，前景广阔。 （完）
