課后習(xí)題答案

1、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異？在 制定焊接工藝時(shí)要留意什么問(wèn)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,Vo(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1200C以上 的熱影響區(qū)可能產(chǎn)

2、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A長(zhǎng)大及組織細(xì)化作用被減弱，粗晶區(qū)易消失粗大晶粒及上貝、 M-A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)依據(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。.低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，選擇焊接材料的原那么是什么？焊后熱處理對(duì)焊接材料有什么影響？ 答：選擇原那么：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，依據(jù)焊縫 受力條件，性能要求及焊后熱處理狀況進(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

3、相近。.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連續(xù)增加時(shí)，低碳鋼調(diào)質(zhì)鋼發(fā)生脆化，緣由是 奧氏體粗化和上貝氏體與M-A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(guò)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)母材的作用而中碳鋼打熱量輸入焊 接在焊后進(jìn)行準(zhǔn)時(shí)的熱處理能獲得最正確性能焊接接頭。.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)焊接工藝有什么差異

4、？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，假設(shè)為消退熱影響區(qū)的淬硬區(qū)的淬硬組織和防止延遲裂紋產(chǎn)生, 必需適當(dāng)采納預(yù)熱，層間溫度掌握，中間熱處理，并焊后準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行回火處理，假設(shè)為削 減熱影響的軟化，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)處理法律規(guī)范 應(yīng)與母材的全都，主要合金也要與母材全都，在焊后調(diào)質(zhì)的狀況下，可采納很高的預(yù) 熱溫度和層間溫度以保證調(diào)質(zhì)前不消失裂紋。由于中碳調(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)行簡(jiǎn)單的焊接工藝，實(shí)行預(yù)熱、后熱、

5、回火及焊后熱處理等幫助工藝才能保證 接頭使用性能。.不銹鋼焊接時(shí)，為什么要掌握焊縫中的含碳量？如何掌握焊縫中的含碳量？答：焊縫中 的含碳量易形成脆硬的淬火組織，降低焊縫的韌性，提高冷裂紋敏感性。碳簡(jiǎn)潔和晶界四周的Cr結(jié)合形成Cr的碳化物Cr23c6,并在晶界析出，造成“貧Cr”現(xiàn)象，從而造成晶間腐 蝕。選擇含碳量低的焊條和母材;在焊條中加入Ti, Zr, Nb, V等強(qiáng)碳化物形成元素來(lái)降低和掌握含氟中的含碳量。.為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有肯定數(shù)量的鐵素體組織？通過(guò)什么途徑掌握 焊縫中的鐵素體含量？答：焊縫中的6相可打亂單一 丫相柱狀晶的方向性，不致形成連續(xù), 此外5相富碳Cr,又

6、良好的供Cr條件,可削減丫晶粒形成貧Cr層，故常盼望焊縫中有4%12% 的5相。通過(guò)掌握鐵素體化元素的含量，或掌握Creq/Nieq的值，來(lái)掌握焊縫中的鐵素體含量。. 18-8型不銹鋼焊接接頭區(qū)域在那些部位可能產(chǎn)生晶間腐蝕，是由于什么緣由造成？如何 防止？答：18-8型焊接接頭有三個(gè)部位能消失腐蝕現(xiàn)象：1焊縫區(qū)晶間腐蝕。產(chǎn)生緣由依 據(jù)貧格理論，碳與晶界四周的Cr形成Cr23c6,并在在晶界析出，導(dǎo)致丫晶粒外層的含Cr 量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當(dāng)在腐蝕介質(zhì)作用下，貧Cr層成為陰極，患病 電化學(xué)腐蝕；2熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕。是由于敏化區(qū)在高溫時(shí)易析出銘的碳化物，形 成貧Cr層，造

7、成晶間腐蝕；3融合區(qū)晶間腐蝕刀狀腐蝕。只發(fā)生在焊Nb或Ti的18-8 型鋼的融合區(qū)，其實(shí)質(zhì)也是與M23c6沉淀而形成貧Cr有關(guān)，高溫過(guò)熱和中溫敏化連過(guò)程依 次作用是其產(chǎn)生的的必要條件。防止方法：1掌握焊縫金屬化學(xué)成分，降低C%,加入穩(wěn) 定化元素Ti、Nb； 2掌握焊縫的組織形態(tài)，形成雙向組織丫+15% 5； 3掌握敏化溫度 范圍的停留時(shí)間；4焊后熱處理：固溶處理，穩(wěn)定化處理，消退應(yīng)力處理。.簡(jiǎn)述奧氏體不銹鋼產(chǎn)生熱裂紋的緣由？在母材和焊縫合金成分肯定的條件下，焊接時(shí)應(yīng) 實(shí)行何種措施防止熱裂紋？答：產(chǎn)生緣由：1奧氏體鋼的熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，在焊 接局部加熱和冷卻條件下，街頭在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生較大

8、的拉應(yīng)力；2奧氏體鋼易于聯(lián)生結(jié) 晶形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于有雜質(zhì)偏析，而促使形成晶間液膜，明顯易于 促使產(chǎn)生凝固裂紋；3奧氏體鋼及焊縫的合金組成較簡(jiǎn)單，不僅S、P、Sn、Sb之類雜質(zhì)可 形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限如Si、Nb),也易形成易溶共晶。 防止方法: 嚴(yán)格掌握有害雜質(zhì)元素、P一可形成易溶液膜;形成雙向組織，以FA模式凝固，無(wú) 熱裂傾向；3適當(dāng)調(diào)整合金成分：Ni15%時(shí),加入Mn、W、V、N和微量抗、Ta、Re而0. OK到達(dá)細(xì)化焊縫、 凈化晶界作用，以提高抗裂性；4選擇合適的焊接工藝。.奧氏體鋼焊接時(shí)為什么常用“超合金化”焊接材料？答：為提高奧氏體鋼的耐點(diǎn)蝕性

9、能, 采納較母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”焊接材料。提高Ni含量，晶軸中Cr、Mo的負(fù) 偏析顯著削減，更有利于提高耐點(diǎn)蝕性能。.鐵素體不銹鋼焊接中簡(jiǎn)潔消失什么問(wèn)題？焊條電弧焊和氣體保護(hù)焊時(shí)如何選擇焊接材 料？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：易消失問(wèn)題：1焊接接頭的晶間腐蝕；2焊接接頭的 脆化高溫脆性。相脆化475c脆化。SMAW要求耐蝕性：選用同質(zhì)的鐵素體焊條和焊 絲；要求抗氧化和要求提高焊縫塑性：選用A焊條和焊絲。C02氣保焊選用專用焊絲 H08Cr20Nil5VNAlo 焊接工藝特點(diǎn)：1采納小的q/v,焊后快冷掌握晶粒長(zhǎng)大；2 采納預(yù)熱措施，rC=300C 接頭保持肯定ak； 3焊后熱處

10、理，嚴(yán)格掌握工藝一一消退 貧Cr區(qū)；4最大限度降低母材和焊縫雜質(zhì)一一防止475脆性產(chǎn)生；5依據(jù)使用性能要求 不同，采納不同焊材和工藝方法。.何為“脆化現(xiàn)象”？鐵素體不銹鋼焊接時(shí)有哪些脆化現(xiàn)象，各發(fā)生在什么溫度區(qū)域？如 何避開(kāi)？答：“脆化現(xiàn)象”就是材料硬度高，但塑性和韌性差。 現(xiàn)象：1高溫脆性：在 9001000急冷至室溫，焊接接頭HAZ的塑性和韌性下降。可重新加熱到750850,便可 恢復(fù)其塑性。2。相脆化：在570820之間加熱，可析出。相。相析出與焊縫金屬中 的化學(xué)成分、組織、加熱溫度、保溫時(shí)間以及預(yù)先冷變形有關(guān)。加入Mn呢過(guò)使。相所需Cr 的含量降低，Ni能使形成。相所需溫度提高。347

11、5脆化：在400500長(zhǎng)期加熱后可消 失475脆性適當(dāng)降低含Cr量,有利于減輕脆化,假設(shè)消失475脆化通過(guò)焊后熱處理來(lái)消退。.馬氏體不銹鋼焊接中簡(jiǎn)潔消失什么問(wèn)題，在焊接材料的選用和工藝上有什么特點(diǎn)？制定 焊接工藝時(shí)應(yīng)實(shí)行哪些措施？答：易消失冷裂紋、粗晶脆化。焊接材料的選用：1對(duì)簡(jiǎn)潔 的Crl3型，要保證性能，要求S、P、Si, C含量較低，使淬硬性下降，更要保證焊接接頭 的耐蝕性。2對(duì)Crl2為基加多元元素型，盼望焊縫成分接近母材，形成均一的細(xì)小M組織。3對(duì)于超低C復(fù)相M鋼，采納同質(zhì)焊材，焊 后經(jīng)超微細(xì)復(fù)相化處理，可使焊縫的強(qiáng)韌化約等于母材水平。 工藝特點(diǎn)：1預(yù)熱溫度高 局部或整體廠0150-

12、260； 2采納小的q/v：防止近縫區(qū)消失粗大Q和k析出；3選 用低H焊條：焊縫成分與母材同質(zhì)，高碳M可選用A焊條焊接.雙相不銹鋼的成分和性能特點(diǎn)，與一般A不銹鋼相比雙相不銹鋼的焊接性有何不同？在 焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：雙相不銹鋼是在固溶體中F和A相各占一半，一般較少相的含 量至少也要到達(dá)30%的不銹鋼。這類鋼綜合了 A不銹鋼和F不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的韌性、 強(qiáng)度及優(yōu)良的耐氧化物應(yīng)力腐蝕性能。與一般A不銹鋼相比：1其凝固模式以F模式進(jìn)行；2焊接接頭具有優(yōu)良的耐蝕性，耐氯化物SCC性能，耐品間腐蝕性能，但抗H2s的 SCC性能較差；3焊接接頭的脆化是由于Cr的氮化物析出導(dǎo)致；4雙相鋼在一般

13、狀況下很 少有冷裂紋，也不會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。 焊接工藝特點(diǎn)：口焊接材料應(yīng)依據(jù)“適用性原那么”， 不同類型的雙向鋼所用焊材不能任意互換，可實(shí)行“適量”超合金化焊接材料；2掌握焊 接工藝參數(shù)，避開(kāi)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象，可適當(dāng)緩冷，以獲得抱負(fù)的5/丫相比例；3 A不銹鋼的 焊接留意點(diǎn)同樣適合雙相鋼的焊接。.從雙和不銹鋼組織轉(zhuǎn)變的角度動(dòng)身，分析焊縫中Ni含量為什么比母材高及焊接熱循環(huán) 對(duì)焊接接頭組織，性能有何影響？答：雙相不銹鋼的合金以F模式凝固，凝固結(jié)束為單相5 組織，隨著溫度的下降，開(kāi)頭發(fā)生6-丫轉(zhuǎn)變不完全，形成兩相組織。明顯，同樣成分的焊 縫和母材，焊縫中丫相要比母材少得多，導(dǎo)致焊后組織不勻稱，韌性、塑性下

14、降。提高焊縫 中Ni含量，可保證焊縫中丫/3的比例適當(dāng)，從而保證良好的焊接性。 在焊接加熱過(guò)程, 整個(gè)HAZ受到不同峰值溫度的作用，最高接近鋼的固相線，但只有在加熱溫度超過(guò)原固溶處 理溫度區(qū)間，才會(huì)發(fā)生明顯的組織變化，一般狀況下，峰值低于固溶處理的加熱區(qū)，無(wú)顯著 組織變化，Y/5值變化不大，超過(guò)固溶處理溫度的高溫區(qū)，會(huì)發(fā)生晶粒長(zhǎng)大和丫相數(shù)量明 顯削減，緊鄰溶合線的加熱區(qū)，丫相全部溶于3相中，成為粗大的等軸3組織，冷卻后轉(zhuǎn)變 為奧氏體相，無(wú)扎制方向而呈羽毛狀，有時(shí)具有魏氏組織特征。1.為什么Al-Mg及al-li合金焊接時(shí)易形成氣孔？ al及其合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的緣由是什 么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易消失分散小氣孔？而al-mg焊接時(shí)易消失焊接大氣 孔？答：1）氫是鋁合金及鋁焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要緣由。2）氫的來(lái)源特別廣泛，弧柱氣氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材