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文檔簡介
焊接工藝:焊接過程中的一整套工藝程序及其技術(shù)規(guī)定。內(nèi)容包括:焊接方法、焊前準(zhǔn)備加工、裝配、焊接材料、焊接設(shè)備、焊接順序、焊接操作、焊接工藝參數(shù)以及焊后處理等。焊接工藝參數(shù):焊接時(shí),為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量(如:焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等)的總稱。焊接材料:包括焊條、焊絲、焊劑、氣體、電極、襯墊等
焊接—兩種或兩種以上材質(zhì)(同種或異種),通過加熱或加壓或二者并用,來達(dá)到原子之間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程.
焊接基本知識04:03:371焊接基本知識電弧:由焊接電源供給的,在兩極間產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象—叫電弧。〈1〉按電流種類可分為:交流電弧、直流電弧和脈沖電弧?!?〉按電弧的狀態(tài)可分為:自由電弧和壓縮電?。ㄈ绲入x子?。??!?〉按電極材料可分為:熔化極電弧和不熔化極電弧。母材:被焊接的金屬---叫做母材。
熔滴:焊絲先端受熱后熔化,并向熔池過渡的液態(tài)金屬滴---叫做熔滴。熔池:熔焊時(shí)焊件上所形成的具有一定幾何形狀的液態(tài)金屬部分---叫做熔池。焊縫:焊接后焊件中所形成的結(jié)合部分。焊縫金屬:由熔化的母材和填充金屬(焊絲、焊條等)凝固后形成的那部分金屬。一、常用的焊接系列名詞術(shù)語04:03:372焊接基本知識保護(hù)氣體:焊接中用于保護(hù)金屬熔滴以及熔池免受外界有害氣體(氫、氧、氮)侵入的氣體---保護(hù)氣體。焊接電流:焊接時(shí),流經(jīng)焊接回路的電流,一般用安培(A)表示。電弧電壓:電弧兩端(兩電極)之間的電壓降,一般用伏特(V)表示。04:03:373焊接方法的分類:按工藝過程特點(diǎn)分類、按能源性質(zhì)分類按工藝過程特點(diǎn)分類04:03:374電弧焊電弧焊的分類
分為手工電弧焊、半自動(電?。┖?、自動(電?。┖?。自動(電?。┖竿ǔJ侵嘎窕∽詣雍?在焊接部位覆有起保護(hù)作用的焊劑層,由填充金屬制成的光焊絲插入焊劑層,與焊接金屬產(chǎn)生電弧,電弧埋藏在焊劑層下,電弧產(chǎn)生的熱量熔化焊絲、焊劑和母材金屬形成焊縫,其焊接過程是自動化進(jìn)行的。最普遍使用的是手工電弧焊。
基本工藝
手工電弧焊的基本工藝如下:a.在焊接前清理焊接表面,以免影響電弧引燃和焊縫的質(zhì)量。b.準(zhǔn)備好接頭形式(坡口型式)。坡口的作用是使焊條、焊絲或焊炬(氣焊時(shí)噴射乙炔-氧氣火焰的噴嘴)能直接伸入坡口底部以保證焊透,并有利于脫渣和便于焊條在坡口內(nèi)作必要的擺動,以獲得良好的熔合。
04:03:375電弧焊主要參數(shù)電弧焊的焊接規(guī)范中最主要的參數(shù)有:焊條種類(取決于母材的材料)、焊條直徑(取決于焊件厚度、焊縫位置、焊接層數(shù)、焊接速度、焊接電流等)、焊接電流、焊接層數(shù)、焊接速度等。除了上述的普通電弧焊外,為了進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量,還采用:氣體保護(hù)電弧焊:例如利用氬氣作為焊接區(qū)域保護(hù)氣體的氬弧焊、利用二氧化碳作為焊接區(qū)域保護(hù)氣體的二氧化碳保護(hù)焊等,鎢極氬弧焊:以高熔點(diǎn)的金屬鎢棒作為焊接時(shí)產(chǎn)生電弧的一個電極,并處在氬氣保護(hù)下的電弧焊,常用于不銹鋼、高溫合金等要求嚴(yán)格的焊接。等離子電弧焊:這是由鎢極氬弧焊發(fā)展起來的一種焊接方法。電弧焊電流大小的判斷電流?。汉傅勒?,熔深淺,易形成過高,未熔合,未焊透,夾渣,氣孔,焊條粘連,斷弧,不引弧等等電流大:焊道寬,熔深大,咬邊,燒穿,縮孔,飛濺大,過燒,變形大,焊瘤等等04:03:376電弧焊電弧焊焊接時(shí)產(chǎn)生火災(zāi)爆炸事故的預(yù)防措施1、焊接處10米以內(nèi)不得有可燃物、易燃物,工作地點(diǎn)通道寬度應(yīng)大于1米。高空作業(yè)更應(yīng)注意火花的飛向。2、焊接作業(yè)處應(yīng)把乙塊發(fā)生器(可乙炔瓶)和氧氣安置在10米以外。3、儲放易燃易爆的容器未經(jīng)清洗嚴(yán)禁焊接。在此情況下,首先要把殘剩的由除盡,排除可燃?xì)怏w,在確證沒有爆炸的危險(xiǎn)性之后才可以焊接。如使用氣體探測器檢查將更加安全。4、焊接管子、容器時(shí),必須把孔蓋,閥門打開。5、保證焊接設(shè)備、橡皮絕緣電纜的連接部分無松散的現(xiàn)象,破損部分絕緣良好,防止漏電和過熱。6、嚴(yán)禁將易燃易爆管道作焊接回路使用.7、使用二氧化碳?xì)馄考皻鍤馄繒r(shí),應(yīng)遵守《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》。04:03:377CO2氣體保護(hù)焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊:是以二氧化碳?xì)鉃楸Wo(hù)氣體,進(jìn)行焊接的方法。在應(yīng)用方面操作簡單,適合自動焊和全方位焊接。CO2氣體純度有技術(shù)要求焊接重要產(chǎn)品一定要選用CO2純度≥99.8%的氣體,焊縫氣孔少,含氫量低,抗裂性好。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的各種參數(shù)(1)焊絲直徑焊絲的直徑通常是根據(jù)焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求選擇。焊j接薄板或中厚板的全位置焊縫時(shí),多采用1.6mm以下的焊絲(稱為細(xì)絲CO2氣保焊)。
04:03:378焊絲直徑的選擇殘照右表04:03:379CO2氣體保護(hù)焊(2)焊接電流焊接電流的大小主要取決于送絲速度。送絲的速度越快,則焊接的電流就越大。焊接電流對焊縫的熔深的影響最大。當(dāng)焊接電流為60~250A,即以短路過渡形式焊接時(shí),焊縫熔深一般為1mm~2mm;只有在300A以上時(shí),融身才明顯的增大。(3)電弧電壓短路過渡時(shí),則電弧電壓可用下式計(jì)算:U=0.04I+16±2(V)此時(shí),焊接電流一般在200A以下,焊接電流和電弧電壓的最佳配合值見表2當(dāng)電流在200A以上時(shí),則電弧電壓的計(jì)算公式如下。U=0.04I+20±2(V)04:03:3710CO2氣體保護(hù)焊(4)焊接速度半自動焊接時(shí),熟練的焊工的焊接速度為18m/h~36m/h;自動焊時(shí),焊接速度可高達(dá)150m/h。(5)焊絲的伸出長度一般的焊絲的伸出長度約為漢斯的直徑的10倍左右,并隨焊接電流的增加而增加。(焊絲伸出長度〈即干伸長度〉越長,焊絲的電阻量越大,由電阻熱消耗的電流越大,焊接電流顯示值越小,實(shí)際焊接電流也變小。所以焊絲伸出長度一般設(shè)定在12--20mm范圍內(nèi))(6)氣體的流量正常的焊接時(shí),200A以下薄板焊接,CO2的流量為10L/min~25L/min.200A以上厚板焊接,CO2的流量為15L/min~25L/min.粗絲大規(guī)范自動焊為25L/min~50L/min.
04:03:3711CO2氣體保護(hù)焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的優(yōu)點(diǎn)1.焊接成本低。其成本只有埋弧焊和手工電弧焊的40~50%。2.生產(chǎn)效率高。其生產(chǎn)率是手工電弧焊的1~4倍。3.操作簡便。明弧,對工件厚度不限,可進(jìn)行全位置焊接而且可以向下焊接。4.焊縫抗裂性能高。焊縫低氫且含氮量也較少。5.焊后變形較小。角變形為千分之五,不平度只有千分之三。6.焊接飛濺小。當(dāng)采用超低碳合金焊絲或藥芯焊絲,或在CO2中加入Ar,都可以降低焊接飛濺。04:03:3712氬弧焊焊接氬弧焊是用氬氣作保護(hù)氣體的氣體保護(hù)電弧焊,焊接時(shí)從焊槍噴嘴連續(xù)噴出保護(hù)氣體氬氣,以排除焊接區(qū)的空氣,保護(hù)電極和溶池不受大氣有害氣體的危害。在氬弧焊應(yīng)用中,根據(jù)所采用的電極類型可分為非熔化極氬弧焊和熔化極氬弧焊兩大類。非熔化極氬弧焊又稱為鎢極氬弧焊,是一種常用的氣體保護(hù)焊方法。04:03:3713手工氬弧焊焊接㈠手工鎢極氬弧焊工藝參數(shù):主要有焊接電流、電弧電壓、鎢極直徑、氬氣流量、焊絲直徑、噴嘴直徑、鎢極伸出長度、焊接速度等。1.通常電弧電壓的選用范圍是10~20V。2.鎢極直徑不同電源極性、鎢極直徑的最大許用電流最大電流直徑mm1.62.43.24.05.06.4直流正接70~150A150~250A250~400A400~500A500~750A750~1000A直流反接10~20A15~30A25~40A40~55A55~80A80~125A交流60~120A100~180A160~250A200~320A290~390A340~525A
04:03:3714手工氬弧焊焊接3.焊接電流電流過大容易產(chǎn)生燒穿或焊縫下陷、咬邊等缺陷,還會引起鎢極燒損或產(chǎn)生夾鎢缺陷;電流過小,電弧燃燒不穩(wěn)定甚至發(fā)生偏吹。4.電弧電壓鎢極端部越尖,電壓越高。過高影響氣體保護(hù)效果,也會使焊縫氧化或產(chǎn)生焊透不勻等缺陷。應(yīng)在保證良好視線的前提下短弧操作5.焊絲直徑和氬氣流量:D=(2.5~3.5)dD-噴嘴直徑(mm)d--鎢極直徑(mm)氬氣流量過大可能破壞層流保護(hù)、卷入空氣;流量過小,氣流挺度減弱,也易使空氣侵入。氣體流量取決于噴嘴形狀、尺寸、坡口形式、焊接電流及噴嘴與工件間距離,也與外界環(huán)境有關(guān)。04:03:3715手工氬弧焊焊接Q=KDQ-噴嘴直徑(mm)K-系數(shù),K=0.8~1.2(大噴嘴取上限,小噴嘴取下限)Q--氬氣流量(L/min)6.鎢極伸出長度系鎢極端頭伸出噴嘴端面的距離。伸出長度小,噴嘴與工件距離近則保護(hù)效果好。但過近影響視線,妨礙操作??傊?,手工鎢極氬弧焊的噴嘴直徑一般為5~20mm;氬氣流量3~25L/min;鎢極伸出長度為5~10mm;噴嘴與工件距離5~12mm。04:03:3716手工氬弧焊焊接㈡手工鎢極氬弧焊操作技術(shù)
1.焊接工藝參數(shù)氬氣保護(hù)試驗(yàn)法:按選定的工藝參數(shù)在試驗(yàn)板(與工件材質(zhì)相同)上引燃電弧后并保持不動,待電弧燃燒5~10秒滅弧,然后檢查熔化焊點(diǎn)周圍有無明顯、光亮的圓圈。圓圈越大越光亮清晰,說明保護(hù)效果越好。顏色觀察法:在試驗(yàn)板上焊接,焊后觀察焊縫表面的氧化色,以鑒別氣體保護(hù)效果。不銹鋼焊縫表面呈銀白色和金黃色最好,藍(lán)色次之,灰色不良,黑色最差。2.坡口形式和尺寸常用坡口形式有V形、U形、雙面V形和V-U組合形等。04:03:3717手工氬弧焊焊接㈢焊前清理及預(yù)熱
1.焊前清理施焊前必須嚴(yán)格清理焊接區(qū)及填充焊絲,去除氧化膜、油脂及水分。工件表面未形成氧化膜時(shí),可用丙酮進(jìn)行脫脂處理,當(dāng)已生成氧化膜時(shí)應(yīng)進(jìn)行酸化處理或用機(jī)械法打磨掉,焊前再用丙酮去污。2.預(yù)熱黑色金屬焊接一般不須預(yù)熱,但板厚或管壁厚(δ26mm時(shí)),可適當(dāng)預(yù)熱預(yù)熱可加快焊接速度,防止過熱、減少合金元素?zé)龘p,并利于良好熔合。04:03:3718手工氬弧焊焊接㈣操作技術(shù)
1.引弧可采用短路接觸法引弧,既鎢極在引弧板上輕輕接觸一下并隨即抬起2mm左右即可引燃電弧。使用普通氬弧焊機(jī),只要將鎢極對準(zhǔn)待焊部位(保持3~5mm),啟動焊槍手柄上的按紐,這時(shí)高頻振蕩器即刻發(fā)生高頻電流引起放電火花引燃電弧。2.填絲施焊電弧引燃后加熱待焊部位,待熔池形成后隨即適量多加焊絲加厚焊縫,然后轉(zhuǎn)入正常焊接。焊槍與工件間保持后傾角75~80°,填充焊絲與工件傾角150~200,一般焊絲傾角越小越好,傾角大容易擾亂氬氣保護(hù)。填絲動作要輕、穩(wěn),以防擾亂氬氣保護(hù),不能象氣焊那樣在熔池中攪拌,應(yīng)一滴一滴地緩慢送入熔池,或者將焊絲端頭浸入熔池中不斷填入并向前移動。視裝配間隙大小,焊絲與焊槍可同步緩慢地稍做橫向擺動。以增加焊縫寬度。04:03:3719
防止焊絲與鎢極接觸、碰撞,否則將加劇鎢極燒損并引起夾鎢。焊絲端頭不能脫離保護(hù)區(qū),打底焊應(yīng)1次連續(xù)完成,避免停弧以減少接頭。焊接時(shí)發(fā)現(xiàn)有缺陷,如加渣、氣孔等應(yīng)將缺陷清除,不允許應(yīng)重復(fù)熔化的方法來消除缺陷。第二層以后各層的焊接,如采用手工電弧焊應(yīng)注意防止打底焊縫過燒。焊條直徑不應(yīng)大于3.2mm,并控制線能量。采用氬弧焊應(yīng)將層間接頭錯開,并嚴(yán)格掌握、控制層間溫度。4.收弧焊縫結(jié)尾收弧時(shí),應(yīng)填滿熔池,再按動電流摔減按紐,使電流逐漸減小后熄滅電弧。如果焊機(jī)無電流衰減裝置,收弧時(shí)可減慢焊接速度,增加焊絲填充量填滿熔池,隨后電弧移至坡口邊緣快速熄滅。電弧熄滅后,焊槍噴嘴仍要對準(zhǔn)熔池,以延續(xù)氬氣保護(hù),防止氧化。焊接薄板時(shí),為防止變形可采用銅襯墊并將工件壓貼于襯墊上,以利散熱。還可將銅襯墊加工出凹槽,凹槽對準(zhǔn)焊縫以便背面充氣保護(hù)。手工氬弧焊焊接04:03:3720氬弧焊焊接安全防護(hù)(1)通風(fēng)措施氬弧焊工作現(xiàn)場要有良好的通風(fēng)裝置,以排出有害氣體及煙塵。除廠房通風(fēng)外,可在焊接工作量大,焊機(jī)集中的地方,安裝幾臺軸流風(fēng)機(jī)向外排風(fēng)。此外,還可采用局部通風(fēng)的措施將電弧周圍的有害氣體抽走,例如采用明弧排煙罩、排煙焊槍、輕便小風(fēng)機(jī)等。(2)防護(hù)射線措施盡可能采用放射劑量極低的鈰鎢極。釷鎢極和鈰鎢極加工時(shí),應(yīng)采用密封式或抽風(fēng)式砂輪磨削,操作者應(yīng)配戴口罩、手套等個人防護(hù)用品,加工后要洗凈手臉。釷鎢極和鈰鎢極應(yīng)放在鋁盒內(nèi)保存。
04:03:3721控制焊接變形的方法(接P211-217)04:03:3722控制焊接變形的方法04:03:372304:03:3724控制焊接變形的方法04:03:3725焊接變形的矯正04:03:3726焊接變形的矯正04:03:3727焊接變形的矯正04:03:372804:03:3729合金鋼基本知識及焊接
為了提高鋼的性能,在鐵碳合金中有目的地加入一定量的合金元素所獲得的鋼,稱之為合金鋼。常用合金元素:Mn、Si、Cr、Mo、W、V、
Ti、Nb、Zr、Ni、RE(稀土)合金元素分類(根據(jù)與碳親和力的大?。簭?qiáng)碳化物形成元素:Mo、W、Fe、V、Ti、Nb、Zr
弱碳化物形成元素:Mn、Cr非碳化物形成元素:Si、Cu、Co、
Ni、Al、N、B04:03:3730合金元素對鋼的力學(xué)性能的影響合金元素對鐵素體性能的影響(退火狀態(tài))04:03:3731四、合金鋼的分類(按用途)04:03:3732不銹鋼馬氏體不銹鋼:碳0.1%~1.0%,鉻12%~18%。此類鋼只在氧化性介質(zhì)中(如大氣、海水、氧化性酸)耐蝕,而在非氧化性介質(zhì)中(如鹽酸、堿溶液等)耐蝕性很低;鋼的耐蝕性隨鉻含量的降低和碳含量的增加而降低,鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性則隨碳的增加而改善。常見的有:低、中碳的Cr13型(如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13)和高碳的Cr18型(如9Cr18、9Cr18MoV等)。04:03:3733不銹鋼
奧氏體不銹鋼:是在Cr18Ni8(18-8)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,低碳(<0.12%)、高鉻(>17%~25%)和較高鎳(8%~29%);此類鋼具有最佳的耐蝕性,但相應(yīng)地價(jià)格也較高;優(yōu)良的低溫韌性、高的加工硬化能力、耐熱性和無磁性,其冷塑性加工性和焊接性能較好。以Cr18Ni8普通型奧氏體不銹鋼用量最大,牌號有1Cr18Ni9,1Cr18Ni9Ti及0Cr18Ni9等。
04:03:3734不銹鋼鐵素體不銹鋼:
碳含量<0.15%、鉻含量12%~30%,耐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼。Cr是鐵素體形成元素,致使此類鋼從室溫到高溫(1000℃左右)均為單相鐵素體;塑性加工、切削加工和焊接性較優(yōu)。主要用于對耐蝕性和抗氧化性有較高要求的零件,如耐硝酸、磷酸結(jié)構(gòu)和抗氧化結(jié)構(gòu)。
常見的鐵素體不銹鋼有0Cr13、1Cr17、1Cr28等。04:03:373504:03:3736耐熱鋼
高溫下具有足夠的強(qiáng)度和抗氧化性的鋼稱為耐熱鋼,以Cr、Mo為主要合金元素的低合金耐熱鋼,基體組織是珠光體(或珠光體+鐵素體)稱為珠光體耐熱鋼,常用鋼號有15CrMo、12CrMoV、12Cr2MoWVTiB、14MnMov、18MnMoNb、13MnNiMoNb。
由于珠光體耐熱鋼中含有一定量的Cr、Mo和其它一些合金元素,所以熱影響區(qū)會產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織,低溫焊接或焊接剛性較大的結(jié)構(gòu)時(shí),易形成冷裂紋。因此在焊接時(shí)應(yīng)采取以下幾項(xiàng)工藝措施:
⑴預(yù)熱
預(yù)熱是焊接珠光體耐熱鋼的重要工藝措施。為了確保焊接質(zhì)量,不論在定位焊或正式施焊過程中,焊件都應(yīng)預(yù)熱并保持為80~150℃用氬弧焊打底和CO2氣體保護(hù)焊時(shí),可以降低預(yù)熱溫度或不預(yù)熱。04:03:3737耐熱鋼⑵焊后緩冷
焊后應(yīng)立即用石棉布覆蓋焊縫及熱影響區(qū),使其緩慢冷卻。⑶焊后熱處理
焊后應(yīng)立即進(jìn)行高溫回火,防止產(chǎn)生延遲裂紋、消除應(yīng)力和改善組織。焊后熱處理溫度應(yīng)避免在350~500℃溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行,因珠光體耐熱鋼在該溫度區(qū)間內(nèi)有強(qiáng)烈的加火脆性現(xiàn)象。04:03:3738耐熱鋼焊材選用04:03:3739常用金屬碳素鋼Q235(A3鋼)工藝性能:是最容易焊接的鋼種,整個焊接過程無需特殊的工藝措施,許多焊接方法都適。熱壓力加工性能良好,冷加工性能和切削性能良好。焊材:J422CO2氣體保護(hù)焊焊條:H08Mn2Si/H08Mn2SiA主要用途:通常用于350℃以下工作的受力不大的零部件。如焊接構(gòu)件、鍛件、型材制件、汽輪機(jī)后汽缸和冷凝器外殼等04:03:3740常用金屬45鋼屬于中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,一般在正火狀態(tài)下使用,在力學(xué)性能要求較高的小型零件采取調(diào)質(zhì)處理。該鋼的冷變形能力中等,切削加工性能良好,在一定條件下可焊接。工藝性能:熱加工成形性良好冷變形塑性中等,鋼條可供冷墩鍛切削加工性能良好,退火后當(dāng)HB=179~230時(shí),相對切削加工性為60%焊接性尚可,焊前預(yù)熱200~250℃,當(dāng)含碳量高,厚度大,剛度大時(shí),則予預(yù)熱溫度提高到250~400℃,焊后立即進(jìn)行600~650℃回火處理。焊材:J422J507(有強(qiáng)度要求)主要用途:用于強(qiáng)度稍高的零件,如小容量汽輪機(jī)主軸、葉輪、齒輪、聯(lián)軸器和緊固件等04:03:3741常用金屬15CrMo合金鋼是汽輪機(jī)鍋爐常用的低合金熱強(qiáng)鋼,有良好的工藝成形性、較好的力學(xué)性能500~550℃具有較高的熱強(qiáng)性。焊接性能良好。用于管板結(jié)構(gòu)件和焊接結(jié)構(gòu)件,通常在500~550℃下使用。工藝性能:熔煉和鍛造有良好的切削加工性能和冷變形塑性焊接性良好,手工焊接用R307焊條,焊前預(yù)熱200~250℃,焊后回火650~720℃熱處理正火930~960℃,回火608~730℃空冷。常溫下工作的重要零件也可進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。主要用途:用作蒸汽參數(shù)510℃以下的高中壓主蒸汽管、鍛件等重要零件。04:03:3742常用金屬35CrMoA屬于中碳鉻鉬鋼,室溫下具有較好的綜合力學(xué)性能。熱處理時(shí)無過熱傾向,淬火變形小,但淬透性不高。冷變形塑性中等,焊接性能差,通常在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。工作溫度不高于510℃工藝性能:熔煉和鍛造切削加工性能良好。焊接性差,手工焊可用結(jié)107-鉻或結(jié)857-鉻焊條,焊前需予熱300℃左右,焊后及時(shí)回火熱處理高溫回火680~720℃主要用途:適用于在較高負(fù)荷下工作的重要構(gòu)件,如480℃以下的汽輪機(jī)螺栓,510℃以下的螺母等04:03:3743常用金屬ZG230-450是普通碳素鑄鋼,具有一定的室溫強(qiáng)度和熱強(qiáng)性,工藝性好,通常在400℃以下使用。工藝性能:熔煉和鑄造切削性能良好
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