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(shí)，當(dāng)受到拉力為31400N）時(shí)，試樣出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，當(dāng)受到拉力為（53000N）時(shí)，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(cè)得的（布氏）硬度值為（500）。填出下列力學(xué)性能指標(biāo)和符號(hào)：屈服點(diǎn)（as），抗拉強(qiáng)度（ab）。洛式硬度C標(biāo)尺（HRC），伸長(zhǎng)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(shí)，碳的溶解度可達(dá)（2.11%），在727°C時(shí)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(jí)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(hào)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(guò)程是由（焊前檢驗(yàn)），（焊接過(guò)程檢驗(yàn)），（焊后檢驗(yàn)）等三個(gè)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(huì)降低焊縫的力學(xué)性能，焊縫也會(huì)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(hào)中表示（在現(xiàn)場(chǎng)沿工件周圍施焊角焊縫）。焊縫符號(hào)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(shí)，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(guò)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?。ú僮餍阅芎茫?，（適用范圍廣）6點(diǎn)。二、判斷1用拉伸試驗(yàn)可測(cè)得材料的韌性（FX）2拉升試驗(yàn)時(shí)，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(lái)鑄造形狀復(fù)雜的工件（VT）8一般來(lái)說(shuō)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(gè)電極間的電壓卻比較低（TV）

A32級(jí)鋼與A36級(jí)鋼是高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼，其主要區(qū)別是A36級(jí)鋼的含碳量比A32級(jí)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(duì)焊接頭采用焊條電弧焊時(shí),應(yīng)對(duì)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(shí),應(yīng)首先焊接不致對(duì)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(shí)，一般都采用直流反接法（TV）18不同厚度鋼板進(jìn)行對(duì)接時(shí)，如厚度差為4mm,根據(jù)規(guī)定不必對(duì)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(gè)等級(jí)，其等級(jí)主要是根據(jù)其抗拉強(qiáng)度的不同來(lái)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(hào)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(shí)，焊接電流主要根據(jù)工件厚度來(lái)選擇（FX）24對(duì)厚度為12?16mm的對(duì)接焊頭,當(dāng)采用X型坡口焊接時(shí)，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(duì)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(jí)，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(duì)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(shí)，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(shí)碳池中的氣泡在凝固時(shí)未來(lái)的及逸出而殘留下來(lái)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(shí)間然后在爐中或空氣中冷卻繪圖與計(jì)算畫出低碳鋼力一拉伸曲線，并簡(jiǎn)述拉伸變形的幾個(gè)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(jiǎn)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(shí)間然后在爐中或空氣中冷卻繪圖與計(jì)算畫出低碳鋼力一拉伸曲線，并簡(jiǎn)述拉伸變形的幾個(gè)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(jiǎn)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(zhǎng)度為50mm，直徑為10mm，拉斷后試樣的標(biāo)距長(zhǎng)度為79mm，縮頸處的最小直徑為4.9mm，求此材料的伸長(zhǎng)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(jiǎn)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(shí)，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(shí)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(zhǎng)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(shí)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(duì)于工具或耐磨零件來(lái)說(shuō)，是提高硬度和耐磨性，對(duì)于一般結(jié)構(gòu)零件來(lái)說(shuō)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(jiǎn)述鋼種的代用原則？P47答：進(jìn)行鋼種待用時(shí)，應(yīng)按下述原則進(jìn)行考慮：1.以高強(qiáng)度等級(jí)代替低強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，個(gè)別構(gòu)件的代用，尺寸不變，大量代用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，并需征得驗(yàn)船部門的認(rèn)可。2.以低強(qiáng)度等級(jí)代替高強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，個(gè)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(shí)復(fù)核由于增重而對(duì)船舶性能產(chǎn)生的影響，并需征得原設(shè)計(jì)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(wú)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(dòng)焊時(shí)應(yīng)采用的焊劑與焊絲？P155答：對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)對(duì)焊條選用的要求？P150答：Q235A采用焊條電弧焊時(shí)，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(duì)一些要求受動(dòng)載荷，低溫或疲勞的重要結(jié)構(gòu)，如船體大接縫，機(jī)座對(duì)接縫以及對(duì)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(duì)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(lái)，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(tái)對(duì)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：