船舶材料與焊接

一、填空題強(qiáng)度是指金屬材料在（靜）載荷作用下，抵抗（塑性變形）或（斷裂）的能力。有一鋼試樣，其橫斷面積為100mm2，已知鋼試樣的Os=314MPa，ab=530MPa，拉伸試驗(yàn)時，當(dāng)受到拉力為31400N）時，試樣出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，當(dāng)受到拉力為（53000N）時，試樣出現(xiàn)縮頸。3.500HBW5/750表示用直徑（5）mm，材料為（硬質(zhì)合金）球形壓頭，在（7355）N壓力下，保持（10?15）S，測得的（布氏）硬度值為（500）。填出下列力學(xué)性能指標(biāo)和符號：屈服點(diǎn)（as），抗拉強(qiáng)度（ab）。洛式硬度C標(biāo)尺（HRC），伸長率0），斷面收縮率（甲）沖擊韌度（aK）。常見的金屬晶格類型有（體心立方晶格）、（面心立方晶格）、（密排六方晶格）、三種。（1）面心六方晶格（2）密排六方晶格碳在奧氏體中溶解度隨溫度的不同而變化，在1148°C時，碳的溶解度可達(dá)（2.11%），在727°C時碳的溶解度可達(dá)（0.77%）。鐵碳合金的基本組織有8種，他們是（鐵素體F），（奧氏體A），（滲碳體Fe3C），（珠光體P），（萊氏體Ld），當(dāng)含碳量小于（0.25%）的鋼為低碳鋼，當(dāng)含碳量為（0.25%?0.60%）的鋼為中碳鋼，當(dāng)含碳量大于（0.60%）的鋼為高碳鋼。根據(jù)工藝的不同，鋼的熱處理方法可分為（退火），（正火），（淬火），（回火），（表面熱處理）。合金鋼按用途分類可分為（合金結(jié)構(gòu)鋼），（合金工具鋼），（特殊性能鋼）三類。一般強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)剛按材料等級分為（A），（B），（D），（E）四種12變形鋁合金根據(jù)主要性能特點(diǎn)不同分為（防銹鋁），（硬鋁），（超硬鋁），（鍛鋁）等幾種。13型號為E5015（J507）的結(jié)構(gòu)鋼焊條，50（抗拉強(qiáng)度最低為490MPa）15（低氫鈉型）其適用的焊接電源量是（直流反接）。焊接檢驗(yàn)過程是由（焊前檢驗(yàn)），（焊接過程檢驗(yàn)），（焊后檢驗(yàn)）等三個環(huán)節(jié)組成。硫是焊縫金屬中（有害）元素，一般在低碳鋼焊縫中，含硫量控制在（0.035%）一般要求CO2純度為大于（99.5）%，否則會降低焊縫的力學(xué)性能，焊縫也會產(chǎn)生（氣孔）。埋弧焊常用的焊劑431屬于（高M(jìn)n高Si低F）焊劑。船用焊縫符號中表示（在現(xiàn)場沿工件周圍施焊角焊縫）。焊縫符號中表示工件（三面）帶有焊縫，焊接方法為（焊條電弧焊）角焊縫采用CO2焊焊接一般強(qiáng)度船用鋼時，應(yīng)采用（高M(jìn)n高Si）焊絲，其最廣泛適用的是（H08Mn2SiA）。低碳鋼焊接熱影響區(qū)包括（過熱區(qū)），（正火區(qū)）和（部分相變區(qū)）。其中性能最好的區(qū)域是（正火區(qū)）a廠X■―7722圖中,合理的焊接順序應(yīng)是1，cd）2（af）3，be）23.CO2氣體焊的優(yōu)點(diǎn)是（焊接成本低），（生產(chǎn)效率高），（抗銹能力強(qiáng)），（焊接變形小），（操作性能好），（適用范圍廣）6點(diǎn)。二、判斷1用拉伸試驗(yàn)可測得材料的韌性（FX）2拉升試驗(yàn)時，試樣拉斷前所能承受的最大應(yīng)力稱為材料的抗拉強(qiáng)度（TV）3滲碳體的含碳量為2.11%（FX）408F鋼中的平均含碳量為0.8%（FX）5調(diào)質(zhì)處理就是淬火加低溫回火（FX）6碳素鋼中除鐵碳外,還常有錳\硫\硅\磷等元素，其中錳\硅是有益元素，硫磷是有害元素（TV）7鑄鐵的鑄造性能比鋼好，故常用來鑄造形狀復(fù)雜的工件（VT）8一般來說晶粒越細(xì)小，金屬材料的力學(xué)性能越好（TV）9華氏體的平均含碳量為2.11%（FX）10低碳鋼強(qiáng)度硬度低,但具有良好的塑性韌性及焊接性能（VT）11不銹鋼中含碳量越高，其耐腐蝕性越好（FX）12焊接電弧是一種強(qiáng)烈的氣體放電，它的特點(diǎn)是電流大，而兩個電極間的電壓卻比較低（TV）

A32級鋼與A36級鋼是高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼，其主要區(qū)別是A36級鋼的含碳量比A32級別鋼高（FX）E5010和E5016型焊條分別為低氫鈉型和低氫鉀型藥皮的焊條,故可用交直流焊接電源（FX）15船體結(jié)構(gòu)鋼中的對焊接頭采用焊條電弧焊時,應(yīng)對焊件邊緣開單面或雙面坡口，坡口應(yīng)大于60度（FX）16船體結(jié)構(gòu)焊接時,應(yīng)首先焊接不致對其邊焊縫形成剛性拘束的焊縫（TV）17二氧化碳?xì)怏w焊接時，一般都采用直流反接法（TV）18不同厚度鋼板進(jìn)行對接時，如厚度差為4mm,根據(jù)規(guī)定不必對較厚板的邊緣削斜（FX）19在焊條藥皮中加入鐵粉的目的是為了加強(qiáng)脫氧（FX）一般強(qiáng)度結(jié)構(gòu)用鋼分為A,B,D,E四個等級，其等級主要是根據(jù)其抗拉強(qiáng)度的不同來劃分的（FX）E4303型（J422）焊條的藥皮類型是低氫鈉型（FX）E5015型焊條的型號前兩位數(shù)字50,是表示熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度最小值（TV）23焊條電弧焊時，焊接電流主要根據(jù)工件厚度來選擇（FX）24對厚度為12?16mm的對接焊頭,當(dāng)采用X型坡口焊接時，其熔敷金屬必采用V型的坡口少（TV）25埋弧焊機(jī)都是等速送絲的（FX）26焊接質(zhì)檢是對焊后的焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)（FX）三、名詞解釋Q235AF——碳素結(jié)構(gòu)鋼屈服點(diǎn)為235mpa,A級，沸騰鋼H68——表示含鋼量為68%余量為鋅的普通黃銅焊條E4303（J422）——E表示焊條，43-熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度為420mpa,O一全位置焊接，03-鈦鈣型，高直流焊接焊接性一一金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性，即在一定的焊接工藝條件下獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度末溶合熔焊時，焊道與母材之間未完全烤化結(jié)合的部分氣孔一一焊接時碳池中的氣泡在凝固時未來的及逸出而殘留下來所形成的空穴8焊后熱處理?將已焊好的焊件進(jìn)行整體或局部高溫加熱，保溫一段時間然后在爐中或空氣中冷卻繪圖與計算畫出低碳鋼力一拉伸曲線，并簡述拉伸變形的幾個階段?答：F,400oe彈性變形階段es屈服階段sb塑性變形階段bk斷裂階段E2.11：4.30000F+P0.0218/A+FejCn+LjFe.^Ci+Ld^+FesCu'727午2.繪出簡化后的Fe-Fe3C相圖？P21△L、E||lFeC+匕*P+Fe.Cn[p-+-FesC8焊后熱處理?將已焊好的焊件進(jìn)行整體或局部高溫加熱，保溫一段時間然后在爐中或空氣中冷卻繪圖與計算畫出低碳鋼力一拉伸曲線，并簡述拉伸變形的幾個階段?答：F,400oe彈性變形階段es屈服階段sb塑性變形階段bk斷裂階段E2.11：4.30000F+P0.0218/A+FejCn+LjFe.^Ci+Ld^+FesCu'727午2.繪出簡化后的Fe-Fe3C相圖？P21△L、E||lFeC+匕*P+Fe.Cn[p-+-FesCn+l：d|II皓0.81.02.02.53.04.05.06.0Fe3CWl：/%一拉伸試樣棒的原標(biāo)距長度為50mm，直徑為10mm，拉斷后試樣的標(biāo)距長度為79mm，縮頸處的最小直徑為4.9mm，求此材料的伸長率和斷面收縮率？解：已加后="mm冬二7g/?有一環(huán)行鏈條，用直徑為2cm的鋼條制造，已知此材料的屈服強(qiáng)度為300mpa，求該鏈條能承受的最大壓載?解：

簡述硫，磷元素的含量為什么要在鋼中嚴(yán)格控制。而在易切削鋼中又要適當(dāng)提高？P33答：硫是鋼中有害素，在鋼中以化合物FeS存在，F(xiàn)eS與Fe形成低溶點(diǎn)的共晶體分布在晶界上。鋼加熱到1000°C?1200°C進(jìn)行鍛壓或軋制時，由于分布在晶界上的共晶體已溶化，使鋼在晶界開裂，產(chǎn)生熱脆形象。磷是鍘是的有害元素，在常溫下能溶于鐵素體，使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，但塑性和韌性顯著降低，在低溫時導(dǎo)致鋼嚴(yán)重變脆，產(chǎn)生冷脆現(xiàn)象。磷硫雖是有害元素，但可提高鋼的切削加工性能。因磷硫增加鋼的脆性，使切削容易斷裂，從而提高切削效率，延長刀具壽命，還能改善工件表面粗糙度。什么是淬火？淬火的主要目的是什么？P27答：將工件加熱到A3或A1線以上某一溫度范圍，保溫一段時間，在水中或油中急劇冷卻的熱處理方法叫做淬火。淬火的目的，對于工具或耐磨零件來說，是提高硬度和耐磨性，對于一般結(jié)構(gòu)零件來說能使強(qiáng)度和韌性得到良好的配合，以適應(yīng)不同工作條件的需要。簡述鋼種的代用原則？P47答：進(jìn)行鋼種待用時，應(yīng)按下述原則進(jìn)行考慮：1.以高強(qiáng)度等級代替低強(qiáng)度等級時，個別構(gòu)件的代用，尺寸不變，大量代用時，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計算，并需征得驗(yàn)船部門的認(rèn)可。2.以低強(qiáng)度等級代替高強(qiáng)度等級時，個別不受力構(gòu)件允許代用；受力構(gòu)件或大量代用一般不允許，如確需要，需進(jìn)行強(qiáng)度等換算，增大尺寸，同時復(fù)核由于增重而對船舶性能產(chǎn)生的影響，并需征得原設(shè)計部門或驗(yàn)船部門的同意。3.鋼種代用應(yīng)考慮焊接的可能性，選擇適當(dāng)?shù)暮附硬牧?，注意不同鋼種的電化學(xué)腐蝕影響；4.鋼種代用后，應(yīng)將船體上代用部位在完工圖紙上正確注明，以備以后查證和維修之用。工業(yè)鈍鈦有哪些特點(diǎn)？鈦合金可分為哪幾類？P58答：固體鈦是具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的金屬，在882.5C以下為密排六方晶格，稱為a鈦；882.5C以上為體心立方晶格，稱為P鈦。鈦導(dǎo)熱性低無磁性。工業(yè)純鈦具有強(qiáng)烈的加工硬效應(yīng)。鈦合金加型鈦合金、p型鈦合金、a+8型鈦合金。Q345(16Mn)鋼采用埋弧自動焊時應(yīng)采用的焊劑與焊絲？P155答：對于厚度較小，焊后不回火的15MnV和15MnTi鋼，可采用H08MnA焊絲配合焊劑431；對厚度較大或坡口較深的焊縫則需采用H10Mn2或H08Mn2Si焊絲配合焊劑431或焊劑350；對于特大厚度深坡口的焊縫可采用H08MnMoA焊絲配合焊劑431或焊劑350，焊劑250進(jìn)行焊接。試述Q235A船鋼采用焊條電弧焊時對焊條選用的要求？P150答：Q235A采用焊條電弧焊時，主要采用酸性焊條，如E4313(J421)，E4303(J422)，E4301(J423)，強(qiáng)度應(yīng)與母材匹配。但對一些要求受動載荷，低溫或疲勞的重要結(jié)構(gòu)，如船體大接縫，機(jī)座對接縫以及對裂紋敏感性較大的焊接結(jié)構(gòu)(艏柱，艉柱等)，必須選用低氫型焊條，如E4316(J426),E4315(J427),E5016(J506),E5015(J507)等，因?yàn)檫@種焊條具有較高的力學(xué)性能和抗裂性CO2氣體和氬氣都屬于保護(hù)氣體，試述兩者的性質(zhì)和用途？答：CO2氣體是氧化氣體，采用這種方法焊接具有焊接成本低、生產(chǎn)效率高、抗銹能力強(qiáng)焊接變形小、操作性能好和適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。CO2焊是一種高效率、低成本的節(jié)能焊接方法以，不僅可用于焊接低碳鋼、低合金鋼，在對焊縫要求性能要求不高的情況不高的情況下還可焊接耐熱鋼、不銹鋼。柴外，CO2焊還可用于有于耐磨零件的堆焊、鑄鋼件的補(bǔ)焊以及異種金屬材料的焊接。CO2焊在造船工業(yè)、汽車工業(yè)、工程機(jī)械及航空航天工業(yè)中都得到廣泛應(yīng)用。氬氣是一種惰性氣體，它既不與金屬起化學(xué)反，也不溶解于金屬。氬弧焊是依靠從噴嘴噴出的氬氣流，將電極和金屬熔池封閉起來，并與空氣隔絕，使被焊金屬中合金元素不被氧化，蝴不愛有寄存器氣體的侵入產(chǎn)生氣孔，因此氬燭臺對很多金屬具有普遍意義，而且能得到較高的焊接質(zhì)量。選用焊條的原則？P98答：