金属材料焊接工艺BPPT格式课件下载.ppt
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可以提高钢材的强度,又能改善塑性和韧性,一般不超过1.8%第三节第三节低合金钢的焊接低合金钢的焊接Si的固溶强化效果也较好,但含量高于0.6%后钢材冲击韧性下降。
典型钢种:
Q345(16Mn)、St52(德国)、SM50(日本)代替普通低碳钢可节约20%30%的钢材.还可利用V、Nb的碳化物和氮化物的沉淀强化提高钢的强度、塑性和韧性。
第三节低合金钢的焊接正火钢:
在固溶强化的同时,加入其它元素(Ni、Mo、Nb、Ti等),再通过正火处理,使这些元素的化合物以细小的质点从固溶体中沉淀析出,弥散分布在晶内和晶界,并细化晶粒,可进一步提高钢的强度、塑性和韧性。
Q390(15MnTi)、Q420(15MnVN)、18MnMoNi第三节低合金钢的焊接2、低碳调质钢屈服强度在490980MPa的低合金高强度钢在调质状态下供货。
(合金含量超过一定含量后,在正火条件下会出现韧性大幅度正下降)典型钢种:
14MnMoVN、14MnMoNbB国内开发的,不含Ni、CrWCF62、HQ70A、HQ80C国外开发的,含Ni、CrNi是低碳调质钢的重要元素之一,可提高钢的塑性和韧性,与Cr一起使用可显著提高钢的淬透性。
第三节低合金钢的焊接3、中碳调质钢含碳量:
0.25%0.45%屈服强度:
8801176MPa主要有:
Cr钢、Cr-Mo钢、Cr-Mn-Si钢、Cr-Ni-Mo钢。
40Cr、35CrMoA、30CrMnSiA、和40CrNiMoA这类钢强度硬度高,但塑性较差。
第三节第三节低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊接二、低合金高强度钢的焊接性分析易出现的焊接缺陷:
热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂、脆化和软化第三节第三节低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊接1、热裂纹是此类钢中常见的焊接缺陷,一般出现在焊缝中,也会出现在熔合区附近的热影响区中。
不同的钢种敏感性不同。
热轧钢及正火钢:
C%低、Mn%高抗热裂纹能力较强。
成分不合格、发生严重成分偏析时,会出现热裂纹。
第三节第三节低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊接低碳调质钢:
C%低、Mn%高一般热裂倾向也较小。
对于高Ni、低Mn类型的低碳调质钢,热裂倾向会增大。
中碳调质钢:
C%高,合金元素含量高热裂倾向大。
如30CrMnSi.第三节第三节低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊接热裂纹防止措施冶金措施1)严格控制母材和焊缝金属中C、S、P及易形成低熔点共晶的合金元素含量(如Nb、Ni、Si)2)采用低C低Si的焊接材料(母材已选定且C、S、P超标)3)焊丝成分设计时避免采用Nb、Ni、Si等元素4)采用碱性药皮焊条或焊丝第三节第三节低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊接工艺措施1)采用合理的坡口形状和尺寸,降低母材在焊缝中的比例。
2)降低焊接电流,增大熔宽与熔深的比例3)降低焊接热输入。
4)采用适当的预热温度和多层焊时的层间温度。
第三节第三节低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊接2、冷裂纹冷裂纹是由淬硬组织、氢含量、拘束应力三要素共同作用的结果,钢的强度级别越高冷裂纹倾向越大。
热轧钢和正火钢:
热轧钢冷裂倾向在低合金钢中最小,但比低碳钢高。
第三节第三节低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊接强度级别及碳当量较低的正火钢的冷裂倾向不大,但随着强度级及板厚的增加,其淬硬性及冷裂倾向都随之增大。
低碳调质钢这类钢淬硬倾向大,但由于含碳低量低,形成的是低碳马氏体,只要工艺适当,冷裂倾向不大。
第三节第三节低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊接中碳调质钢:
由于含碳量比较高,加入的合金元素也较多,淬硬倾向十分明显,冷裂倾向大。
冷裂纹的防止措施1)采用低强度的熔敷金属2)建立低氢的焊接环境第三节第三节低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊接3)选择低氢的焊接方法4)焊前预热5)焊后低温热处理6)焊后脱氢处理300400度,12小时第三章第三章不锈钢的焊接不锈钢的焊接不锈钢:
不锈钢:
在空气、水、盐水、酸、碱等腐蚀性介质中具有高的化学稳定性的钢。
一般把仅能抵抗大气、水等介质腐蚀的钢称为不锈钢。
把在酸、碱等介质中具有抗腐蚀能力的钢称为耐酸钢。
全世界第年因腐蚀而不能使用的金属件占产量的15%。
第一节概述第一节概述腐蚀的类型:
化学腐蚀:
金属与周围介质直接发生化学反应而产生的腐蚀。
电化学腐蚀:
金属和周围介质(酸碱盐等电解质溶液)发生电化学作用而产生的腐蚀。
AstoryaboutStainlessSteelsChromium-ironalloyswerefirstmentionedin1820,-England,J.StodartandM.FaradayTheynarrowlymisseddiscoveringthestainlesssteels,becausethemaximumchromiumcontentwasbelowthatrequiredforpassivity.1821,France,Berthierfoundthatironalloyedwithconsiderablechromiumwasmoreresistanttoacidsthanunalloyediron.ButhisalloyswerebrittlefortheCr%wastoohigh.Insubsequentyears,Avarietyofchromium-ironwasproduced,buttheinherentcorrosionresistanceofthealloyswasnotobserved,largelybecausetheaccompanyinghighcarboncontentimpairedcorrosionresistance.1904,GuilletofFranceproducelow-carbonchromiumalloysoverlappingthepassivecompositionrange.1911,MonnartzofGermanyfirstdescribedtheoutstandingpropertyofpassivityinsuchalloysinitiatingataminimumof12%Cr.不锈钢不锈的原理:
加入不锈钢不锈的原理:
加入CrCr1)抗电化学腐蚀,加入Cr提高基体的电极电位,Cr的含量必须大于12%。
2)抗化学腐蚀,Cr与铁在表面形成一层致密的钝化膜,保护内部金属不被进一步腐蚀。
第二节不锈钢的性能与种类一、金属腐蚀的类型1、均匀腐蚀指腐蚀均匀地在材料的表面产生,常用腐蚀速度来表示:
单位面积金属在单位时间内的损失的重量。
第二节不锈钢的性能与种类2、点蚀与缝隙腐蚀点蚀是指金属表面产生小孔状或小坑状的腐蚀。
缝隙腐蚀是指在金属结构的各种缝隙处产生的腐蚀,产生的机理与点蚀一样,都是在腐蚀区内产生电化学作用所致。
不锈钢在含有Cl离子的溶液中,其表面钝化膜由某种原因被局部破坏,在破坏点产生腐蚀。
第二节不锈钢的性能与种类3、晶间腐蚀在腐蚀介质作用下,起源于金属表面沿晶界深入金属内部的腐蚀。
不容易引起材料外表面的变化,但晶粒间的结合力丧失,材料强度几乎消失。
可使零件或设备突然破坏。
第二节不锈钢的性能与种类4、应力腐蚀(应力腐蚀开裂)钢在拉应力状态下发生腐蚀破坏的现象。
破坏前没有什么预兆,危害大。
第二节不锈钢的性能与种类5、磨损腐蚀在腐蚀性介质中同时有磨损,腐蚀与磨损相互促进、相互加速的现象。
空穴腐蚀(磨损腐蚀的一种):
高速流动的液体中产生了“空穴”,由于压力各流动条件的高速变化,空穴会周期性地产生和消失,在空穴消失时,产生很大的压力差,对金属表面产生冲击,破坏保护膜,使腐蚀继续深入。
第二节不锈钢的性能与种类二、不锈钢的组织与分类合金元素对不锈钢组织的影响:
铁素体形成元素:
Cr、Mo、Si、Ti、Nb。
奥氏体形成元素:
C、N、Ni、Mn、Cu。
当这两类元素同时加入到钢中时,不锈钢的组织取决于它们的综合作用的结果。
第二节不锈钢的性能与种类1、铁素体不锈钢含Cr量在1730%的高铬钢。
Cr含量在13%以上时,铁铬合金将无相变。
在硝酸、氨水等介质中有较好的耐蚀性和抗氧化性,力学性能和工艺性能较差,脆性大。
主要用于受力不大的有耐酸和抗氧化要求的结构部件。
如生产硝酸、维尼龙等化工设备或容器。
第二节不锈钢的性能与种类铁素体不锈钢的典型钢种:
低铬钢:
00Cr12、0Cr13、0Cr13Al中铬钢:
0Cr17Ti、1Cr17Mo高铬钢:
1Cr25Ti、1Cr28第二节不锈钢的性能与种类2、马氏体不锈钢以Cr13系列钢为主。
含铬量在1218%。
还含有一定的C和Ni等奥氏体形成元素。
马氏体不锈钢具有较高的强度和耐磨性。
Cr13型:
1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13。
高碳高铬钢:
9Cr18、9Cr18MoV低碳铬镍钢:
1Cr17Ni2第二节不锈钢的性能与种类l含C较低的1Cr13、2Cr13、1Cr17Ni2对应于结构钢中的调质钢,可以制造机械零件,如汽轮机叶片等要求不锈的结构件。
l3Cr13、4Cr13、9Cr18等钢对应地类似于工具钢,空冷即可淬硬。
用来制造要求有一定耐腐蚀性的工具,如医用手术工具、测量工具、轴承、弹簧、日常生活用的刀具等。
第二节不锈钢的性能与种类3、奥氏体不锈钢Cr-Ni系钢18-8系:
0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti25-20系:
00Cr25、Ni22Mo2、0Cr25Ni20这类钢除了具有较高的耐蚀性外,还有高的塑性,容易加工成各种形状的钢材,如薄板、管材、丝材等。
加热时没有同素异构转变,由于是面心立方结构,没有磁性。
由于含有大量的Cr、Ni等合金元素,价格较贵。
第二节不锈钢的性能与种类奥氏体不锈钢的性能特点:
1)物理性能无磁性、热导率小,线膨胀系数、电阻率大2)机械性能塑性好,高温和低温力学性能好。
3)加工性能易于压力加工,切削加工较困难。
4)其它性能具有优异的耐酸性、抗氧化性、耐辐照性、生物相容性奥氏体不锈钢占不锈钢产量的三分之二。
第二节不锈钢的性能与种类4、双相不锈钢1)奥氏体-铁素体双相不锈钢奥氏体不锈钢抗应力腐蚀性能力较低、但塑性好,铁素体不锈钢抗应力腐蚀性能较高,但脆性大。
A-F不锈钢综合了上述钢的优点。
如:
1Cr18Mn10Ni5Mo3N、0Cr17Mn14Mo2N第二节不锈钢的性能与种类2)奥氏体-马氏体双相不锈钢(沉淀硬化不锈钢)也称为超高强度不锈钢,强度可达1100MPa以上。
从Cr13型和Cr17型发展而来的。
具有高的抗蚀性,同时具有较高的强度和良好的工艺性能(焊接性、压力加工性)。
主要用于制造超音速飞机蒙皮、火箭发动机的外壳等。
0Cr17Ni4Cu4(马氏体沉淀硬化钢)0Cr17Ni7Al(半奥氏体
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