焊接冶金學(xué)第三章課后答案

1、焊接冶金學(xué)第三章課后答案焊接冶金學(xué)-金屬焊接性課后習(xí)題答案（1 ）第三章：合金結(jié)構(gòu)鋼1 分析熱軋鋼和正火鋼的強(qiáng)化方式和主強(qiáng)化元素又什么不同， 二者的焊接性有何差別？在制定焊接工藝時(shí)要注意什么問題？答：熱軋鋼的強(qiáng)化方式有：（ 1 ）固溶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Mn ， Si。 （ 2） 細(xì)晶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V 。 （ 3） 沉淀強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V .；正火鋼的強(qiáng)化方式：（ 1 ）固溶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：強(qiáng)的合金元素（2 ）細(xì)晶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：V,Nb,Ti,Mo （ 3）沉淀強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V,Ti,Mo. ；焊接性： 熱軋鋼含有少量的合金元素，碳當(dāng)量較低冷裂紋傾向

2、不大，正火鋼含有合金元素較多，淬硬性有所增加，碳當(dāng)量低冷裂紋傾向不大。熱軋鋼被加熱到1200 以上的熱影響區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，而是、正火鋼在該條件下粗晶區(qū)的V 析出相基本固溶，抑制長(zhǎng)大及組織細(xì)化作用被削弱，粗晶區(qū)易出現(xiàn)粗大晶粒及上貝、M- 等導(dǎo)致韌性下降和時(shí)效敏感性增大。制定焊接工藝時(shí)根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)、板厚、 使用性能要求及生產(chǎn)條件選擇焊接。2分析 Q345 的焊接性特點(diǎn)，給出相應(yīng)的焊接材料及焊接工藝要求。答 :Q345 鋼屬于熱軋鋼，其碳當(dāng)量小于0.4， 焊接性良好，般不需要預(yù)熱和嚴(yán)格操縱焊接熱輸入，從脆硬傾向上,Q345鋼連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變右移，使快冷下的鐵素體析出，剩下富

3、碳奧氏體來(lái)不及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，而轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂扛叩呢愂象w與馬氏體具有淬硬傾向，Q345 剛含碳量低含錳高，具有良好的抗熱裂性能，在Q345 剛中加入V、 Nb 達(dá)到沉淀強(qiáng)化作用可以消除焊接接頭中的應(yīng)力裂紋。被加熱到1200 以上的熱影響區(qū)過熱區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，Q345鋼經(jīng)過600 cx1h 退火處理，韌性大幅提高，熱應(yīng)變脆化傾向明顯減小。；焊接材料： 對(duì)焊條電弧焊焊條的選擇：E5 系列。 埋弧焊： 焊劑 SJ501 ，焊 絲 H08/H08Mn. 電 渣 焊 ： 焊 劑 HJ431 、HJ360 焊 絲H08MnMo 。 CO2 氣體保護(hù)焊：H08 系列和 YJ5 系列。預(yù)熱溫度：

4、100150 C。焊后熱處理：電弧焊一般不進(jìn)行或 600650 C 回火。電渣焊 900930 C正火，600650 C回火Q345 與 Q390 焊接性有何差異？Q345 焊接工藝是否適用于 Q390 焊接，為什么？答： Q345 與 Q390 都屬于熱軋鋼，化學(xué)成分基本相同，只是 Q390 的 Mn 含量高于Q345 ，從而使Q390 的碳當(dāng)量大于Q345 ，所以 Q390 的淬硬性和冷裂紋傾向大于Q345 ，其余的焊接性基本相同。Q345 的焊接工藝不一定適用于Q390 的焊接，因?yàn)?Q390 的碳當(dāng)量較大，一級(jí)Q345 的熱輸入叫寬，有可能使 Q390 的熱輸入過大會(huì)引起接頭區(qū)過熱的加

5、劇或熱輸入過小使冷裂紋傾向增大，過熱區(qū)的脆化也變的嚴(yán)峻。低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，選擇焊接材料的原則是什么？焊后熱處理對(duì)焊接材料有什么影響？答：選擇原則：考慮焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)對(duì)焊接接頭強(qiáng)韌性的影響。由于一般不進(jìn)行焊后熱處理， 要求焊縫金屬在焊態(tài)下應(yīng)接近母材的力學(xué)性能。中碳調(diào)質(zhì)鋼， 根據(jù)焊縫受力條件，性能要求及焊后熱處理情況進(jìn)行選擇焊接材料， 對(duì)于焊后需要進(jìn)行處理的構(gòu)件，焊縫金屬的化學(xué)成分應(yīng)與基體金屬相近。分析低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)可能出現(xiàn)的問題？簡(jiǎn)述低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝要點(diǎn)，典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼如(14MnMoNiB 、 HQ70 、HQ80) 的焊接熱輸入應(yīng)操縱在什么范圍？在什么情況下采納預(yù)熱措施，為

6、什么有最低預(yù)熱溫度要求，如何確定最高預(yù)熱溫度。答： 焊接時(shí)易發(fā)生脆化，焊接時(shí)由于熱循環(huán)作用使熱影響區(qū)強(qiáng)度和韌性下降。焊接工藝特點(diǎn)：焊后一般不需熱處理，采納多道多層工藝，采納窄焊道而不用橫向擺動(dòng)的運(yùn)條技術(shù)。典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接熱輸入應(yīng)操縱在Wc?0.18 時(shí)不應(yīng)提高冷速，Wc?0.18 時(shí)可提高冷速(減小熱輸入)焊接熱輸入應(yīng)操縱在小于 481KJ/cm 當(dāng)焊接熱輸入提高到最大同意值裂紋還不能幸免時(shí)，就必須采納預(yù)熱措施，當(dāng)預(yù)熱溫度過高時(shí)不僅對(duì)防止冷裂紋沒有必要，反而會(huì)使800500 C的冷卻速度低于出現(xiàn)脆性混合組織的臨界冷卻速度，使熱影響區(qū)韌性下降，所以需要幸免不必要的提高預(yù)熱溫度，包括屋間溫度

7、，因此有最低預(yù)熱溫度。 通過實(shí)驗(yàn)后確定鋼材的焊接熱輸入的最大同意值，然后根據(jù)最大熱輸入時(shí)冷裂紋傾向再來(lái)考慮，是否需要采取預(yù)熱和預(yù)熱溫度大小，包括最高預(yù)熱溫度。低碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳調(diào)質(zhì)鋼都屬于調(diào)質(zhì)鋼，他們的焊接熱影響區(qū)脆化機(jī)制是否相同？為什么低碳鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接可以保證焊接質(zhì)量，而中碳調(diào)質(zhì)鋼一般要求焊后熱處理？答：低碳調(diào)質(zhì)鋼：在循環(huán)作用下，t8/5 繼續(xù)增加時(shí)，低碳鋼調(diào)質(zhì)鋼發(fā)生脆化，原因是奧氏體粗化和上貝氏體與M- 組元的形成。中碳調(diào)質(zhì)鋼：由于含碳高合金元素也多，有相當(dāng)大淬硬傾向，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度低，無(wú)自回火過程，因而在焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生大量M 組織大致脆化。低碳調(diào)質(zhì)鋼一般才用中、低熱量對(duì)母材的作用

8、而中碳鋼打熱量輸入焊接在焊后進(jìn)行及時(shí)的熱處理能獲得最佳性能焊接接頭。比較 Q345 、 T-1 鋼、 2.25Cr-Mo 和 30MnSi 的冷裂、熱裂和消除應(yīng)裂紋的傾向.答： 1 、冷裂紋的傾向：Q345 為熱扎鋼其碳含量與碳當(dāng)量較底，淬硬傾向不大，因此冷裂紋敏感傾向較底。T-1 鋼為低碳調(diào)質(zhì)鋼，加入了多種提高淬透性的合金元素，保證強(qiáng)度、韌性好的低碳自回火M 和部分下B 的混合組織減緩冷裂傾向，2.25Cr-1Mo 為珠光體耐熱鋼，其中Cr、 Mo 能顯著提高淬硬性，操縱Cr、 Mo 的含量能減緩冷裂傾向，2.25-1Mo 冷裂傾向相對(duì)敏感。 30CrMnSi 為中碳調(diào)質(zhì)鋼，其母材含量相對(duì)高

9、，淬硬性大，由于 M 中 C 含量高，有很大的過飽和度，點(diǎn)陣畸變更嚴(yán)峻，因而冷裂傾向更大。2、熱裂傾向Q345 含碳相對(duì)低，而Mn 含量高，鋼的Wmn/Ws 能達(dá)到要求，具有較好的抗熱裂性能，熱裂傾向較小。T-1 鋼含 C 低但含 Mn 較高且S、 P 的操縱嚴(yán)格因此熱裂傾小。30CrMnSi 含碳量及合金元素含量高，焊縫凝固結(jié)晶時(shí)，固 -液相溫度區(qū)間大，結(jié)晶偏析嚴(yán)峻，焊接時(shí)易產(chǎn)生潔凈裂紋，熱裂傾向較大。3、消除應(yīng)力裂紋傾向：鋼中Cr、 Mo 元素及含量對(duì)SR 產(chǎn)生影響大，Q345 鋼中不含Cr、 Mo ，因此 SR傾向小。T-1 鋼令 Cr、 Mo 但含量都小于1% ，對(duì)于 SR 有一定的敏

10、感性；SR 傾向峽谷年隊(duì)較大，2.25Cr-Mo 其中Cr、 Mo 含量相對(duì)都較高，SR 傾向較大。同一牌號(hào)的中碳調(diào)質(zhì)鋼分別在調(diào)質(zhì)狀態(tài)和退火狀態(tài)進(jìn)行焊接時(shí)焊接工藝有什么差別？為什么中碳調(diào)質(zhì)鋼一般不在退火的狀態(tài)下進(jìn)行焊接？答： 在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，若為消除熱影響區(qū)的淬硬區(qū)的淬硬組織和防止延遲裂紋產(chǎn)生，必須適當(dāng)采納預(yù)熱，層間溫度操縱，中間熱處理，并焊后及時(shí)進(jìn)行回火處理，若為減少熱影響的軟化，應(yīng)采納熱量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。在退火狀態(tài)下焊接：常用焊接方法均可，選擇材料時(shí)，焊縫金屬的調(diào)質(zhì)處理規(guī)范應(yīng)與母材的一致，主要合金也要與母材一致，在焊后調(diào)質(zhì)的情況下，可采納很高的預(yù)熱

11、溫度和層間溫度以保證調(diào)質(zhì)前不出現(xiàn)裂紋。因?yàn)橹刑颊{(diào)質(zhì)鋼淬透性、淬硬性大，在退火狀態(tài)下焊接處理不當(dāng)易產(chǎn)生延遲裂紋，一般要進(jìn)行復(fù)雜的焊接工藝，采取預(yù)熱、后熱、回火及焊后熱處理等輔助工藝才能保證接頭使用性能。9珠光體耐熱鋼的焊接性特點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼有什么不同?珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強(qiáng)度用鋼有什么不同？why ？答： 珠光體耐熱鋼和低碳調(diào)質(zhì)鋼都存在冷裂紋，熱影響區(qū)硬化脆化以及熱處理或高溫長(zhǎng)期使用中的再熱裂紋，但是低碳調(diào)質(zhì)鋼中對(duì)于高鎳低錳類型的剛有一定的熱裂紋傾向，而珠光體耐熱鋼當(dāng)材料選擇不當(dāng)時(shí)才可能常產(chǎn)生熱裂紋。珠光體耐熱鋼在選擇材料上不僅有一定的強(qiáng)度還要考慮接頭在高溫下使用的原則，特別還要注意焊接材料的干燥性，因?yàn)橹楣怏w耐熱鋼是在高溫下使用有一定的強(qiáng)度要求。10 低溫鋼用于-40 度和常溫下使用時(shí)在焊接工藝和材料上選擇是否有所差別