A. 9cr18是什麼材料
是不銹鋼材料。
不銹鋼指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、鹼、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼,又稱不銹耐酸鋼。實際應用中,常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼,而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異,前者不一定耐化學介質腐蝕,而後者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決於鋼中所含的合金元素。
9Cr18 鋼屬於高碳高鉻馬氏體不銹鋼,淬火後具有高硬度、高耐磨性和耐腐蝕性能。該鋼適宜製造承受高耐磨、高負荷以及在腐蝕介質作用下的塑料模具。
該鋼屬於萊氏鋼體,容易形成不均勻的碳化物偏析而影響模具使用壽命,所以在熱加工時必須嚴格控制熱加工工藝,注意適當的加工比。
主要性能:
1、焊接性
產品用途的不同對焊接性能的要求也各不相同。一類餐具對焊接性能一般不做要求,甚至包括部分鍋類企業。但是絕大多數產品都需要原料焊接性能好,像二類餐具、保溫杯、鋼管、熱水器、飲水機等。
2、耐腐蝕性
絕大多數不銹鋼製品要求耐腐蝕性能好,像一、二類餐具、廚具、熱水器、飲水機等,有些國外商人對產品還做耐腐蝕性能試驗:用NACL水溶液加溫到沸騰,一段時間後倒掉溶液,洗凈烘乾,稱重量損失,來確定受腐蝕程度(注意:產品拋光時,因砂布或砂紙中含有Fe的成分,會導致測試時表面出現銹斑)
B. A132不銹鋼焊條 焊接 16MnNb 後,焊接接頭組織主要是鐵素體還是奧氏體焊後回火對組織影響是什麼求解答
用A132不銹鋼焊條焊接16MnNb鋼,相當於異種鋼焊接,根據不銹鋼的舍夫勒組織圖,其接頭版的焊縫組織,由於母材權的稀釋作用,焊縫組織已不是奧氏體組織,而是馬氏體組織。
焊後回火時由於碳的遷移擴散,低合金一側的碳原子會向高合金焊縫擴散,因此會在低合金一側形成脫碳層,而在高合金焊縫一側形成增碳層,增碳層主要組織是碳化物,會在焊縫的熔合區附近使接頭硬度增高。這種硬度突變 ,對接頭的工作性能是有害的,在接頭受力時,易在此部位造成破壞。
C. 5A合金鋼的簡介有什麼樣的力學性能有無磁性相對應牌號有什麼樣的用途3A不銹鋼的狀態是什麼樣的
低合金鋼的焊接工藝分析
參考文獻:
焊接冶金學-材料焊接性 機械工業出版社 李亞江
金屬焊接性基礎 化學工業出版社 孟慶森
金屬學與惹出了 機械工業出版社 崔忠圻 覃耀春
金屬工藝學 哈爾濱工業大學出版社 邢忠文 張學仁
金屬材料焊接工藝 機械工業出版社 李榮雪
金屬材料焊接工藝 化學工業出版社 雷玉成
結構鋼的焊接 冶金工業出版社 荊洪陽(譯)
1.低合金鋼的發展和應用
隨著科學的發展和技術的進步,焊接結構設計日趨向高參數、輕量化及大型化發展,對鋼材的性能提出可越來越高的要求。低合金鋼由於性能優異和經濟效益顯著,在焊接結構中得到了越來越廣泛的應用。
低合金鋼的發展大體經歷了三個階段。20世紀20年代以前,工程上鋼結構的製造主要採用鉚接,設計參數主要是抗拉強度。鋼的強化主要是靠碳以及單一合金元素,如Mn、Si、Cr等,總質量分數達到2%~3%,甚至更高一些。20世紀20~60年代,鋼結構製造中逐步採取了焊接技術,設計參數要考慮材料的屈服強度、韌性、和焊接性要求。為了防止焊接裂紋,剛的化學成分低碳多合金化發展方向,碳的質量分數一般在0.2%一下,含2~4個有利於焊接性的合金元素並鋪以熱處理強化等工藝措施。20世紀70年代以後,低合金高強度鋼得到快速發展,鋼中碳的質量分數降低到0.1%一下,有的鋼向超低碳含量方向發展。Ti、V、Nb等合金微量元素逐步引起關注,而且像多元復合合金化方向發展。
現代低合金鋼的重大進展,自20世紀70年代以來,世界范圍內低合金高強度鋼的發展進入了一個全新時期,以控制軋制技術和微合金化的冶金學為基礎,形成了現代低合金高強度鋼即微合金化鋼的新概念。進入80年代,一個涉及廣泛工業領域和專用材料門類的品種開發,藉助於冶金工藝技術方面的成就達到了頂峰。在鋼的化學成分—工藝—組織—性能的四位一體的關系中,第一次突出了鋼的組織和微觀精細結構的主導地位,也表明低合金鋼的基礎研究已趨於成熟,以前所未有的新的概念進行合金設計。
低合金鋼的應用,低合金鋼在建築、橋梁。工程機械等產業不能得到廣泛的應用。當合金鋼用於橋梁、海上建築和起重機械等重要焊接結構時,應根據結構的最低溫度提出沖擊韌度的要求。對於在大氣環境下工作的低合金結構鋼,沖擊吸收功(0℃、V形缺口沖擊試樣)至少應達到27J的最對要求。
對於車輛、船舶、工程機械的運動結構,減輕自重可以節約能源,提出運載能力和工業效率。因此採用焊接性好的低碳調質鋼可以促進工程結構向大量化、輕量化和高效能方向發展。由於壁厚減薄,重量減輕,從而減少了焊接工作量,為野外施工,吊裝創造了條件。這類鋼強韌性和綜合性能好,可以大大提高設備的耐用性,延長期使用壽命。WCF-80鋼是我國繼WCF-62之後開發的焊接裂紋敏感性小的高強度焊接結構鋼,這種鋼具有很高的抗冷裂紋和低溫韌性,主要用於大型水電站、石化和露天煤礦等。
抗拉強度700MPa的低碳調質鋼又較好的缺口沖擊韌度,可用於低溫下服役的焊接結構,如露天煤礦的大型挖掘機及電動輪自卸車等。抗拉強度800MPa低碳調質鋼主要用於工程機械、礦山機械的製造中,如推土機、工程起重機、重型汽車和牙輪鑽機等。抗拉強度10000MPa以上的低碳調質鋼主要用於工程機械高強耐磨件、核動力裝置及航海航天裝備上。
2.低碳鋼簡介
低合金鋼是在碳素鋼的基礎上添加一定量的合金化元素而成,其合金元素的質量分數一般不超過5%,用以提高鋼的強度並保證其具有一定的塑性和韌性,或使鋼具有某些特殊性能,如耐低溫、耐高溫或耐腐蝕等。常用來製作焊接結構的低合金鋼可分為高強度鋼、低溫用鋼、耐腐蝕用鋼及珠光體耐熱鋼四種。其中高強度鋼應用最廣泛,按鋼材的屈服強度及使用時的熱處理狀態又可分以下三種:
a. 在熱軋、控冷控軋及正火(或正火加回火)狀態下焊接和使用,屈服強度為295~490MPa的低合金高強度結構鋼。
b. 在調質狀態下焊接和使用的,屈服強度為490~980Mpa的低碳低合金調質鋼。
c. w(C)為0.25~0.50%,屈服強度為880~1176Mpa的中碳調質鋼。
標准中鋼的分類是按照鋼的力學性能劃分的。鋼的牌號由代表屈服點的漢語拼音字母Q、屈服點數值、質量等級符號三個部分按順序排序排列。按照鋼的屈服強度,低合金高強度鋼分5個強度等級,分別是295MPa、345MPa、390MPa、420MPa及460MPa。每個強度等級又根據沖擊吸收功要求分成A、B、C、D、E、5個質量等級,分別代表不同的沖擊韌性要求。
低合金高強鋼中W(c)一般控制在0.20%以下,為了確保鋼的強度和韌性,通過添加適量的Mn、Mo等合金元素及V、Nb、Ti、Al、等微合金化元素,配合適當的軋制工藝或熱處理工藝來保證鋼材具有優良的綜合力學性能。由於低合金高強度鋼具有良好的焊接性、優良的可成形性及較低的製造成本,因此,被廣泛地用於壓力容器、車輛、橋梁、建築、機械、海洋結構、船舶等製造中,已成為大型焊接結構中最主要的結構材料之一。
低合金高強鋼的強化機理與碳素鋼不同,碳素鋼主要通過鋼中的碳含量形成珠光體、貝氏體和馬氏體來達到強化;而低合金高強鋼的強化主要是通過晶粒細化、沉澱硬化及亞結構的變化來實現。
屈服強度為295~390MPa的低合金鋼大多屬於熱軋鋼,是靠合金元素錳的固溶強化獲得高強度。如Q345,當Q345鋼作為低溫壓力容器用鋼或厚板結構時,為改善低溫韌性,也可在正火處理後使用。Q345、Q390等微合金化低合金鋼是在Q345鋼基礎上,加入少量可細化晶粒和沉澱強化的Nb(0.015%~0.06%)或V(0.02%~0.20%)。這些鋼在熱軋狀態下性能不穩定,正火處理使其晶粒細化和碳化物均勻彌散析出,從而獲得高的塑性和韌性。所以Q345、Q390鋼在正火狀態下使用更為合理。
屈服強度大於390MPa的低合金鋼一般需要在正火或正火加回火狀態下使用,如Q420等。正火處理後形成的碳、氮化合物以細小質點從固溶體沉澱析出,在提高鋼材強度的同時,保證具有一定的塑性和韌性。隨著鋼材強度的進一步提高,鋼中需要加入一定量Mo,Mo不僅可以細化組織、提高強度,而且還可提高鋼材的中溫性能。
低合金高強度鋼按其用途還可分為:鍋爐用鋼、管線用鋼、容器用鋼、造船用鋼及橋梁用鋼等,此外,在正火鋼中,還有具有良好的抗層狀撕裂性能Z向鋼,主要用於海上採油平台、核反應堆及潛艇等大型厚板結構。
3. 下面主要介紹低合金高強度鋼的焊接性
低合金高強度鋼含有一定量的合金元素及微合金化元素,其焊接性與碳鋼有差別,主要是焊接熱影響區組織與性能的變化對焊接熱輸入較敏感,熱影響區淬硬傾向增大,對氫致裂紋敏感性較大,含有碳、氮化合物形成元素的低合金高強度鋼還存在再熱裂紋的危險等。只有在掌握各種不同低合金高強度鋼焊接性特點和規律的基礎上,才能制訂正確的焊接工藝,保證低合金高強度鋼的焊接質量。
1)焊接熱影響區組織和性能
依據焊接熱影響區被加熱的峰值溫度不同,焊接熱影響區可分為熔合區(1350~1450℃)、粗晶區(1000~1300℃)、細晶區(800~1000℃)、不完全相變區(700~800℃)及回火區(500~700℃)。不同部位熱影響區組織與性能取決於鋼的化學成分和焊接時加熱和冷卻的速度。對於某些低合金高強鋼,如果焊接冷卻速度控制不當,焊接熱影響區局部區域將產生淬硬或脆性組織,導致抗裂性或韌性降低。
低合金高強度鋼焊接時,熱影響區中被加熱到1100℃以上的粗晶區及加熱溫度為700~800℃的不完全相變區是焊接接頭的兩個薄弱區。熱軋鋼焊接時,如果焊接熱輸入過大,粗晶區將因晶粒嚴重長大或出現魏氏組織等而降低韌性;如果焊接熱輸入過小,由於粗晶區組織中馬氏體比例增大而降低韌性。正火鋼焊接時,粗晶區組織性能受焊接熱輸入的影響更為顯著。焊接熱影響區的不完全相變區,在焊接加熱時,該區域內只有部分富碳組元發生奧氏體轉變,在隨後的焊接冷卻過程中,這部分富碳奧氏體將轉變成高碳孿晶馬氏體,而且這種高碳馬氏體的轉變終了溫度(Mf)低於室溫,相當一部分奧氏體殘留在馬氏體島的周圍,形成所謂的M-A組元。M-A組元的形成是該區域的組織脆化的主要原因。防止不完全相變區組織脆化的措施是控制焊接冷卻速度,避免脆硬的馬氏體產生。
焊接熱影響區軟化是控軋控冷鋼焊接時遇到的主要問題,當採用埋弧焊、電渣焊及閃光對焊等高熱輸入焊接工藝方法時,控軋控冷鋼焊接熱影響區軟化問題變得非常突出。焊接熱影響區的軟化使焊接接頭強度明顯低於母材,給焊接接頭的疲勞性能帶來損害。另外,焊接熱輸入還影響控軋控冷鋼熱影響區的組織和韌性,當採用較小的熱輸入焊接時,由於焊接冷卻速度較快,焊接熱影響區獲得下貝氏體組織,具有較優良的韌性,而隨著焊接熱輸入的增加,焊接冷卻速度降低,焊接熱影響區獲得上貝氏體或側板條鐵素體組織,韌性顯著降低。
2)熱應變脆化
在自由氮含量較高的C-Mn系低合金鋼中,焊接接頭熔合區及最高加熱溫度低於Ac1的亞臨界熱影響區,常常有熱應變脆化現象。一般認為,這種脆化是由於氮、碳原子聚集在位錯周圍,對位錯造成釘扎作用所造成的。熱應變脆化容易在最高加熱溫度范圍200~400℃的亞臨界熱影響區產生。如有缺口效應,則熱應變脆化更為嚴重,熔合區常常存在缺口性質的缺陷,當缺陷周圍受到連續的焊接熱應變作用後,由於存在應變集中和不利組織,熱應變脆化傾向就更大,所以熱應變脆化也容易發生在熔合區。在《國產低合金結構鋼Q345和Q420焊接區熱應變脆化研究》論文中分析了Q345和Q420鋼的熱應變脆化,發現Q345鋼具有較大的熱應變脆化傾向。分析認為,Q420鋼中的V與N形成氮化物,從而降低熱應變脆化傾向,而Q345鋼中不含有氮化物形成元素。試驗還發現,有熱應變脆化的Q345鋼經600℃×1h退火處理後,韌性得到很大恢復。
3)冷裂紋敏感性
焊接氫致裂紋(通常稱焊接冷裂紋或延遲裂紋)是低合金高強度鋼焊接時最容易產生,而且是危害最為嚴重的工藝缺陷,它常常是焊接結構失效破壞的主要原因。低合金高強度鋼焊接時產生的氫致裂紋主要發生在焊接熱影響區,有時也出現在焊縫金屬中。根據鋼種的類型、焊接區氫含量及應力水平的不同,氫致裂紋可能在焊後200℃以下立即產生,或在焊後一段時間內產生。
大量研究表明,當低合金高強度鋼焊接熱影響區中產生淬硬的M或M+B+F組織時,對氫致裂紋敏感;而產生B或B+F組織時,對氫致裂紋不敏感。熱影響區最高硬度可被用來粗略的評定焊接氫致裂紋敏感性。對一般低合金高強度鋼,為防止氫致裂紋的產生,焊接熱影響區硬度應控制在350HV以下。熱影響區淬硬傾向可以採用碳當量公式加以評定。
強度級別較低的熱扎鋼,由於其合金元素含量少,鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大。如Q345鋼、15MnV鋼焊接時,快速冷卻可能出現淬硬的馬氏體組織,冷裂傾向增大。但由於熱軋鋼的碳當量比較低,通常冷裂傾向不大。但在環境溫度很低或鋼板厚度大時應採取措施防止冷裂紋的產生。
控軋控冷鋼碳含量和碳當量都很低,其冷裂紋敏感性較低。除超厚焊接結構外,490MPa級的控軋控冷鋼焊接,一般不需要預熱。
正火鋼合金元素含量較高,焊接熱影響區的淬硬傾向有所增加。對強度級別及碳當量較低的正火鋼,冷裂傾向不大。但隨著強度級別及板厚的增加,其淬硬性及冷裂傾向都隨之增大,需要採取控制焊接熱輸入、降低含氫量、預熱和及時後熱等措施,以防止冷裂紋的產生。
4)熱裂紋敏感性
與碳素鋼相比,低合金高強度鋼的w(C)、w(S)較低,且w(Mn)較高,其熱裂紋傾向較小。但有時也會在焊縫中出現熱裂紋,如厚壁壓力容器焊接生產中,在多層多道埋弧焊焊縫的根部焊道或靠近坡口邊緣的高稀釋率焊道中易出現焊縫金屬熱裂紋;電渣焊時,如母材含碳量偏高並含Nb時,電渣焊焊縫可能出現八字形分布的熱裂紋。另外,焊接熱裂紋也常常在低碳的控軋控冷管線鋼根部焊縫中出現,這種熱裂紋產生的原因與根部焊縫基材的稀釋率大及焊接速度較快有關。採用Mn:Si含量較高的焊接材料,減小焊接熱輸入,減少母材在焊縫中的熔合比,增大焊縫成形系數(即焊縫寬度與高度之比),有利於防止焊縫金屬的熱裂紋。
5)再熱裂紋敏感性
低合金鋼焊接接頭中的再熱裂紋亦稱消除應力裂紋,出現在焊後消除應力熱處理過程中。再熱裂紋屬於沿晶斷裂,一般都出現在熱影響區的粗晶區,有時也在焊縫金屬中出現。其生產與雜質元素P、Sn、Sb、As在初生奧氏體晶界的偏聚導致的晶界脆化有關,也與V、Nb等元素的化合物強化晶內有關。
6)層狀撕裂傾向
大型厚板焊接結構(海洋工程、核反應堆及船舶等)焊接時,如在鋼材厚度方向承受較大的拉伸應力,可能沿鋼材軋制方向發生階梯狀的層狀撕裂。這種裂紋常出現於要求熔透的角接接頭或丁字接頭中。選用抗層狀撕裂鋼;改善接頭型式以減緩鋼板Z向的應力應變;在滿足產品使用要求的前提下,選用強度級別較低的焊接材料或採用低強焊材預堆邊;採用預熱及降氫等措施都有利於防止層狀撕裂。
4.具體焊接工藝,主要是Q345鋼焊接工藝介紹
一、材料介紹
(1)材料化學成分和力學性能分析
表1Q345(16Mn)的材料化學成分
鋼號 化學成分
備注
C Si Mn S P Cr Mo V Ni
Q345 ≤0.2 ≤0.55 1.00~1.60 ≤0.045 ≤0.045 _ _ 0.02~
0.15 _
表2 Q345(16Mn)的材料力學性能[2]
鋼號 力學性能
備注
δb/MPa δs/MPa δ(%) AKV /J
Q345A 470~630 345 21 _ GB/T1S91—94
(2)Q345鋼的焊接特點
碳當量(Ceq)的計算:
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
計算Ceq=0.49%,大於0.45%,可見Q345鋼焊接性能不是很好,需要在焊接時制定嚴格的工藝措施。
(3)Q345鋼在焊接時易出現的問題
1. Q345鋼在焊接冷卻過程中,熱影響區容易形成淬火組織-馬氏體,使近縫區的硬度提高,塑性下降。結果導致焊後發生裂紋。
2. Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。
二、焊接施工流程
坡口准備→點固焊→預熱→里口施焊→背部清根(碳弧氣刨)→外口施焊 →里口施焊→自檢/專檢→焊後熱處理→無損檢驗(焊縫質量一級合格)
三、焊接工藝參數的選擇
通過對Q345鋼的焊接性分析,制定措施如下:
1. 焊接材料的選用:
根據產品對焊縫性能要求選擇焊接材料,低合金高強度鋼焊接材料的選擇首先應保證焊縫金屬的強度、塑性、韌性達到產品的技術要求,同時還應該考慮抗裂性及焊接生產效率等。由於低合金高強度氫致裂紋敏感性較強,因此,選擇焊接材料時應優先採用低氫焊條和鹼度適中的埋弧焊焊劑。焊條、焊劑使用前應按製造廠或工藝規程規定進行烘乾。焊縫金屬強度過高,將導致焊縫韌性、塑性以致抗裂性能的下降,從而降低焊接結構生產及使用的安全性,這對與焊接接頭的韌性要求高,且基材的抗裂性差的低合金鋼結構的焊接尤為重要。為了保證焊接接頭具有與母材相當的沖擊韌性,正火鋼與控軋控冷鋼焊接材料優先選用高韌性焊材,配以正確的焊接工藝以保證焊縫金屬和熱影響區具有優良的沖擊韌性。海洋工程、超高強鋼殼體及壓力容器選用的焊接材料,還應保證焊縫金屬具有相應的低溫、高溫及耐蝕等特殊性能。由於Q345鋼的冷裂紋傾向較大,應選用低氫型的焊接材料,同時考慮到焊接接頭應與母材等強的原則,選用E5015 (J507)型電焊條。
2. 坡口形式:
採用同一焊接材料焊同一鋼種時,如過坡口形式不同,則焊縫性能各異。如用HJ431焊劑進行Q345鋼埋弧焊不開坡口直邊對接焊時,由於母材溶入焊縫金屬較多,此時採用合金成分較低的H08A焊絲配合HJ431,即可滿足焊縫力學性能要求;但如焊接Q345鋼厚板開坡口對接接頭時,如仍用 H08—HJ431組合,則因母材熔合比小,而使焊縫強度偏低,此時應採用合金成分較高的H08MnA、H10Mn2等焊絲與HJ431組合。角接接頭焊接時冷卻速度要大於對接接頭,因此Q345鋼角接時,應採用合金成分較低的H08A焊絲與HJ431焊劑組合,以獲得綜合力學性能較好的焊縫金屬;如採用合金成分偏高的H08MnA或H10Mn2焊絲,則該角焊縫的塑性偏低。
3.焊接方法的選擇:
低合金高強度鋼可採用焊條電弧焊、熔化極氣體保護焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、氣電立焊、電渣焊等所有常用的熔焊及壓焊方法焊接。具體選用何種焊接方法取決於所焊產品的結構、板厚、堆性能的要求及生產條件等。其中焊條電弧焊、埋弧焊、實心焊絲及葯芯焊絲氣體保護電弧焊是常用的焊接方法。對於氫致裂紋敏感性較強的低合金高強度鋼的焊接,無論採用那種焊接工藝,都應採取低氫的工藝措施。厚度大於100mm低合金高強度鋼結構的環形和長直線焊縫,常常採用單絲或雙絲載間隙埋弧焊。當採用高熱輸入的焊接工藝方法,如電渣焊、氣電立焊及多絲埋弧焊焊接低合金高強度鋼時,在使用前應對焊縫金屬和熱影響區的韌性能夠滿足使用要求。Q345鋼焊接時可採用電弧焊、CO 氣體保護焊和電渣焊,但本次設計採用手工電弧焊。
4.焊接熱輸入的控制:
焊接熱輸入的變化將改變焊接冷卻速度,從而影響焊縫金屬及熱影響區的組織組成,並最終影響焊接接頭的力學性能及抗裂性。屈服強度不超過500MPa的低合金高強度鋼焊縫金屬,如能獲得細小均勻針狀鐵素體組織,其焊縫金屬則具有優良的強韌性。而針狀鐵素體組織的形成需要控制焊接冷卻速度。因此為了確保焊縫金屬的韌性,不宜採用過大的焊接熱輸入。焊接操作上盡量不用橫向擺動和挑弧焊接,推薦採用多層窄焊道焊接。
熱輸入對焊接熱影響區的抗裂性及韌性也有顯著的影響。低合金高強度熱影響區組織的脆化或軟化都與焊接冷卻速度有關。由於低合金高強度鋼的強度及板厚范圍都較寬,合金體系及合金含量差別較大,焊接時鋼材的狀態各不相同,很難對焊接熱輸入作出統一的規定。各種低合金高強度鋼焊接時應根據其自身的焊接性特點,結合具體的結構形式及板厚,選擇合適的焊接熱輸入。與正火或正火加回火鋼及控軋控冷鋼相比,熱軋鋼可以適應較大的焊接熱輸入。含碳量較低的熱軋鋼(09Mn2、09MnNb等)以及含碳量偏下限的16Mn鋼焊接時,焊接熱輸入沒有嚴格的限制。因為這些鋼焊接熱影響區的脆化及冷裂紋傾向較小。但是,當焊接含碳量偏上限的16Mn鋼時,為降低淬硬傾向,防止冷裂紋的產生,焊接熱輸入應偏大一些。
碳及合金元素含量較高、屈服強度為490MPa的正火鋼,如18MnMoNb等。選擇熱輸入時既要考慮鋼種的淬硬傾向,同時也要兼顧熱影響區粗晶區的過熱傾向。一般為了確保熱影響區的韌性,應選擇較小的熱輸入,同時採用低氫焊接方法配合適當的預熱或及時的焊後消氫處理來防止焊接冷裂紋的產生。Q345鋼的含碳量和碳當量均較低,對氫致裂紋不敏感,為了防止焊接熱影響區的軟化,提高熱影響區韌性,應採用較小的熱輸入焊接,使焊接冷卻時間t8/5控制在10s以內為佳。
5.焊接接頭的力學性能
焊縫金屬和熱影響區的力學性能是影響街頭使用可靠性的基本性能,而其中強度與韌性又是關鍵的考核因素,特別是對合金結構鋼街頭更為重要,幾種典型熱軋及正火鋼焊接接頭的力學性能見下表。
鋼種
焊接工藝 焊縫金屬性能 過熱區
/MPa
/MPa
(%)
ψ
(%) /J.cm
-20℃ -40℃
-20℃ -40℃
Q345 埋弧焊(δ=16mm,V形對接)H08MnA+HJ250焊態 504 351 30.2 65.3 166 121 175
埋弧焊(δ=12mm,I形對接)H08MnA+HJ431焊態 576 400 30.7 67 84 33q 73
CO 氣體保護焊H08Mn2SiA焊態 540 390 24 61 78
6.焊接電流:
為了避免焊縫組織粗大,造成沖擊韌性下降,必須採用小規范焊接。具體措施為:選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝(焊接順序如圖一所示)。焊道的寬度不大於焊條的3倍,焊層厚度不大於5mm。第一層至第三層採用Ф3.2電焊條,焊接電流100-130A;第四層至第六層採用Ф4.0的電焊條,焊接電流120-180A。
7.預熱溫度:預熱及焊道層間溫度:
1)預熱溫度
預熱可以控制焊接冷卻速度,減少或避免熱影響區中淬硬馬氏體的產生,降低熱影響區硬度,同時預熱還可以降低焊接應力,並有助於氫從焊接接頭的逸出。因此,預熱是防止低合金高強度鋼焊接氫致裂紋產生的有效措施。但預熱常常惡化勞動條件,使生產工藝復雜化,不合理的、過高的預熱和焊道間溫度還會損害焊接接頭的性能。因此,焊前是否需要預熱及合理的預熱溫度,都需要認真考慮或通過試驗確定。
預熱溫度的確定取決於鋼材的成分(碳當量)、板厚、焊件結構形狀和拘束度、環境溫度以及所採用的焊接材料的含量等。隨著鋼材碳當量、板厚、結構拘束度、焊接材料的含氫量的增加和環境溫度的降低,焊前預熱溫度要相應提高。對於厚板多道多層焊,為了促進焊接區氫的逸出,防止焊接過程中氫致裂紋的產生,應控制焊道間溫度不低於預熱溫度和進行必要的中間消氫熱處理。因此下圖標為Q345的預熱條件
板厚(mm) 不同氣溫條件下的預熱溫度
≤10 不低於-26 oC不預熱
10~16 不低於-10oC不預熱,低於-10oC預熱100oC~150oC
16~14 不低於-5oC不預熱,低於-5oC預熱100oC~150oC
25~40 不低於0oC不預熱,低於0oC預熱100oC~150oC
≥40 均預熱100oC~150oC
2)層間溫度
層間溫度過高會引起熱影響區晶粒粗大,使焊縫強度及低溫沖擊韌性下降。如低於預熱溫度則可能在焊接過程中產生裂紋。因此規定道間溫度不得低於預熱溫度,最高不得大於某一界線的溫度。而對於Q345的層間溫度則選用:Ti≤400℃。
8.焊後熱處理參數:
除了電渣焊由於接頭區嚴重過熱而需要進行正火處理外,其他焊接條件應根據使用要求來判斷是佛需要焊後熱處理。低碳合金高強度鋼中熱軋鋼和正火鋼不需要焊後熱處理,但對要求抗應力腐蝕的焊接機構、低溫下使用的焊接結構和板厚結構等,焊後需要進行消除應力的高溫回火。確定焊後回火溫度的原則:
1) 不要超過木材原來的回火溫度,以免影響母材本身的性能。
2) 對於回火脆性材料,要避開出現回火脆性的溫度區間。例如,對含V或V+Mo的低合金鋼,回火時應提高冷卻速度,避免在600℃左右的溫度區間停留時間過長,以免因V的二次碳化物析出而造成脆化;
如焊後不能及時進行熱處理,應立即在200~350℃保溫2~6h,以便焊接區的氫擴散逸出。為了消除焊接應力,焊後應立即輕輕錘擊焊縫金屬表面,但這不是用於塑性較差的鋼件。強度級別較高或重要的焊接結構件,應用機械方法修正焊縫外形,使其平滑過渡到母材,較小應力集中。Q345焊後熱處理工藝參數見下表:
強度級別
δs/MPa 典型鋼種 預熱溫度/℃ 焊後處理工藝
電弧焊 電渣焊
345 Q345 100~150
δ≥16mm 一般不進行
或600~650℃回火 900~930℃正火
600~650℃回火
當我們懸著電弧焊時,為了降低焊接殘余應力,減小焊縫中的氫含量,改善焊縫的金屬組織和性能,在焊後應對焊縫進行熱處理。熱處理溫度為:600-640℃,恆溫時間為2小時(板厚40mm時),升降溫速度為125℃/h 。
9.焊接過程:
1)焊前預熱
在翼緣板焊接前,首先對翼緣板進行預熱,恆溫30分鍾後開始焊接。 焊接的預熱、層間溫度、熱處理由熱處理控溫櫃自動控制,採用遠紅外履帶式加熱爐片,微電腦自動設定曲線和記錄曲線,熱電偶測量溫度。預熱時熱電偶的測點距離坡口邊緣15mm-20mm。
2)焊接
①為了防止焊接變形,每個柱接頭採用二人對稱施焊,焊接方向由中間向兩邊施焊。在焊接里口時(里口為靠近腹板的坡口),第一層至第三層必須使用小規范操作,因為它的焊接是影響焊接變形的主要原因。在焊接一至三層結束後,背面進行清根。在使用碳弧氣刨清根結束後,必須對焊縫進行機械打磨,清理焊縫表面滲碳,露出金屬光澤,防止表層碳化嚴重造成裂紋。外口焊接應一次焊完,最後再焊接里口的剩餘部分。
② 當焊接第二層時,焊接方向應與第一層方向相反,以此類推。每層焊接接頭應錯開15-20mm。
③ 兩名焊工在焊接時的焊接電流、焊接速度和焊接層數應保持一致。
④ 在焊接中應從引弧板開始施焊,收弧板上結束。焊接完成後割掉並打磨干凈。
5.總結
通過對低碳鋼的了解以及對Q345鋼焊接工藝的研究,對其焊接工藝大體的認識,所以經過上面的敘述,對Q345的焊接工藝進行總結,如下表:
接頭形式 焊件厚度/mm 焊縫次序(層次) 焊絲直徑/mm 焊接電流/A 焊接電壓/mm 焊機速度/
焊絲加焊劑
不開破口(雙面焊) 8 正
反 4.0 550~580
600~650 34~36 34.5 H08A+HJ431
10~12 正
反 4.0 620~680
680~700 36~38 32 H08A+HJ431
V形坡口(雙面焊)α=60°~70° 14~16 正
反 4.0 600~640
620~680 34~36 29.5 H08A+HJ431
18~20 正
反 4.0 680~700
700~720 36~38 27.5 H08MnA+HJ431
22~25 正
反 4.0 700~720
720~740 36~38 21.5 H08MnA+HJ431
T形接頭不開坡口(雙面焊) 16~18 (2) 4.0 600~650
680~720 32~34
36~38 34~38
24~29 H08A+HJ431
20~25 (2) 4.0 600~700
720~760 32~34
36~36 30~36
21~26 H08A+HJ431
D. 不銹鋼焊接件回火後變色怎麼處理
[最佳答案] 先要看你的目的,一般退火是為了得到相對較軟的組織,提高其切削性能,退火一般都在加工前,所以變色一般對其沒有什麼影響.產品是304不銹鋼沖壓
E. 2Gr13是什麼不銹鋼
2Cr13鋼材屬於不銹鋼。
歸屬於馬氏體不銹鐵,主要用於機械加工,比正常的不銹鋼具有更專好的性價比,因此在對屬耐腐蝕性要求不高的情況下,得到了更為廣泛的應用。
2Cr13經過淬火處理後可以得到更好的機械性能,具有較好的可加工性,組織形態為馬氏體型。
(5)不銹鋼焊接後怎麼回火擴展閱讀
力學性能:
抗拉強度 σb (MPa):淬火回火,≥640,條件屈服強度 σ0.2 (MPa):淬火回火,≥440
伸長率 δ5 (%):淬火回火,≥20,斷面收縮率 ψ (%):淬火回火,≥50
沖擊功 Akv (J):淬火回火,≥63,硬度 :退火,≤223HB;淬火回火,≥192HB
計算公式:
直徑×直徑×0.00609=kg/m,例如:¢50 50×50×0.00609=15.23Kg/米
直徑×直徑×0.00623=kg/,例如:¢50 50×50×0.00623=15.575Kg/米
六角棒對邊×對邊×0.0069=Kg/米,方棒邊寬×邊寬×0.00793=Kg/米
F. 怎樣去除不銹鋼焊接時,產生的熱回火色和其它氧化層
酸洗、鈍化、用布拋盤進行拋光、用石英砂做原料進行噴砂都可以。
G. 不銹鋼絲304N是什麼材質的
304N是一種含氮不銹鋼,0Cr19Ni9N(304N) 06Cr19Ni10N奧氏體不銹鋼,
材料名稱:不銹鋼
牌號:內0Cr19Ni9N
標准:GB/T 1220-1992
●特性及使用容範圍:
0Cr19Ni9N不銹鋼為在牌號0Cr19Ni9上加N,強度提高,塑性不降低,可使材料的厚度減少。0Cr19Ni9N不銹鋼用作為結構用
強度部件。
●化學成分:
碳 C :≤0.08
硅 Si:≤1.00
錳 Mn:≤2.00
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.035
鉻 Cr:18.00~20.00
鎳 Ni:8.00~10.50
氮 N :0.10~0.25
●力學性能:
抗拉強度 σb (MPa):≥550
條件屈服強度 σ0.2 (MPa):≥275
伸長率 δ5 (%):≥35
斷面收縮率 ψ (%):≥50
硬度 :≤217HB;≤95HRB;≤220HV
●熱處理規范及金相組織:
熱處理規范:固溶1010~1150℃快冷。
金相組織:組織特徵為奧氏體型。
●交貨狀態:一般以熱處理狀態交貨,其熱處理種類在合同中註明;未註明者,按不熱處理狀態交貨。
H. 38CrSi與35鋼用ER307Si不銹鋼焊絲焊接焊接部分抗拉強度是多少
38crsi這是一種高強度、中等韌性的鋼,它的淬透性比40Cr稍好,在油中臨界淬透直徑達25~83.5mm;鋼的可切削性尚好,但熱處理時有回火脆性傾向,且冷變形塑性低、焊接性差。38CrSi,。統一數字代號:A21382 標准:GB/T 3077-1988
化學成分
(質量分數)(%)
碳 C :0.35~0.43
硅 Si:1.00~1.30
錳 Mn:0.30~0.60
硫 S :允許殘余含量≤0.035
磷 P :允許殘余含量≤0.035
鉻 Cr:1.30~1.60
鎳 Ni:允許殘余含量≤0.030
銅 Cu:允許殘余含量≤0.030
力學性能
試樣毛坯尺寸(mm):25
熱處理:
第一次淬火加熱溫度(℃):900;冷卻劑:油
第二次淬火加熱溫度(℃):-
回火加熱溫度(℃):600;冷卻劑:水、油
抗拉強度σb (MPa):≥960(100)
屈服強度σs (MPa):≥840(85)
伸長率δ5 (%):≥12
斷面收縮率ψ (%):≥50
沖擊功 Akv (J):≥55
沖擊韌性值 αkv (J/cm2):≥69(7)
布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高溫回火狀態):≦255
交貨狀態:以熱處理(正火、退火或高溫回火)或不熱處理狀態交貨,交貨狀態應在合同中註明。
I. 45度彎頭計算公式
1、彎頭曲率半徑計算公式:英寸×25.4×1.5=1.5D彎頭曲率半徑。
2、彎頭外弧長度計算公式:R+(口徑÷2)×1.57=90°彎頭外弧長度。
3、彎頭重量計算公式:(口徑-壁厚)×壁厚×0.0387×R÷1000=彎頭理論重量。45°、180°彎頭的重量分別按90°彎頭重量的1/2和2倍計算。
r--圓環圓半徑,R--圓環回轉半徑,中空管圓環體積=2X3.14X3.14((r^2)-(r'^2))R。90,60,45度的彎頭(肘管)體積分別是對應中空管圓環體積的1/4、1/6、1/8。
(9)不銹鋼焊接後怎麼回火擴展閱讀
熱推成形:
熱推彎頭成形工藝是採用專用彎頭推制機、芯模和加熱裝置,使套在模具上的坯料在推制機的推動下向前運動,在運動中被加熱、擴徑並彎曲成形的過程。
熱推彎頭的變形特點是根據金屬材料塑性變形前後體積不變的規律確定管坯直徑,所採用的管坯直徑小於彎頭直徑,通過芯模控制坯料的變形過程,使內弧處被壓縮的金屬流動,補償到因擴徑而減薄的其它部位,從而得到壁厚均勻的彎頭。
熱推彎頭成形工藝具有外形美觀、壁厚均勻和連續作業,適於大批量生產的特點,因而成為碳鋼、合金鋼彎頭的主要成形方法,並也應用在某些規格的不銹鋼彎頭的成形中。
沖壓成形:
沖壓成形彎頭是最早應用於批量生產無縫彎頭的成形工藝,在常用規格的彎頭生產中已被熱推法或其它成形工藝所替代,但在某些規格的彎頭中因生產數量少、壁厚過厚或過薄。
產品有特殊要求時仍在使用。彎頭的沖壓成形採用與彎頭外徑相等的管坯,使用壓力機在模具中直接壓製成形。
J. 馬氏體不銹鋼避免冷裂紋形成的方法主要有哪些
馬氏體不銹鋼材料存在非常強的空淬傾向,此類不銹鋼材料的焊縫與熱影響區的焊後狀態組織是馬氏體,非常容易形成冷裂紋。為防止冷裂紋的形成以及優化焊接接頭的力學性能,要使用預熱、後熱以及焊後高溫回火等辦法。
首先是焊前預熱。在焊接馬氏體不銹鋼時,尤其是在採用和母材化學成分相同的焊接材料時,為避免發生冷裂,在焊接前要進行預熱。預熱溫度通常在200-329℃區間范圍,最好不要大於馬氏體組織的轉變溫度。碳含量是找准預熱溫度的最重要因素,含碳量高,預熱溫度則需要更高一點。影響選擇預熱溫度的別的因素還有不銹鋼材料的厚度、填充金屬種類、焊接方法、拘束度等。碳含量低於0.1%時則沒有必要進行預熱,也有建議預熱溫度,比如預熱400至450℃區間,不過需要注意的是高溫預熱容易導致些負面影響。而當碳含量高於0.2%時,焊接比較困難,除了要進行預熱外,還要確保層間溫度。
其次是焊後回火前的溫度。馬氏體不銹鋼工件在焊後不要從焊接溫度直接升溫做回火處理。由於在焊接過程中奧氏體組織可能沒有完全轉變,比如焊後馬上升溫回火,會產生碳化物沿奧氏體晶界沉澱和奧氏體向珠光體轉變,形成晶粒粗大的組織,嚴重減小韌性。所以在回火前要讓焊件冷卻下來,把焊縫和熱影響區的奧氏體基本分解完了。對於剛度小的不銹鋼構件,可以冷卻到室溫後再進行回火。對於大厚度的結構,尤其是當碳含量比較高時,則要使用比較復雜的工藝,在焊後冷卻到100-150℃,並且保溫0.5至1.0h,隨後再加熱到回火溫度。
第三點是焊後熱處理,在焊後熱處理的目的是減小焊縫與熱影響區硬度,優化材料的塑性與韌性,再降低焊接殘余應力。焊後熱處理包括回火與完全退火兩種狀態。只有在為取得低硬度,比如需焊後機加工時,才使用完全退火狀態,退火溫度是830-880℃,保溫2h後爐冷到595℃,隨後再空冷。高鉻馬氏體不銹鋼通常在在淬火與回火的調質狀態下焊接,焊後通過高溫回火處理,讓焊接接頭有著比較好的力學性能。假如在退火狀態下進行焊接,焊後還會產生不均勻的馬氏體組織,整個焊件還要通過調質處理,讓接頭擁有比較均勻的性能。
在回火溫度的選擇應適應工程項目對接接頭力學性能和耐腐蝕性的要求。回火溫度通常是選在650至750℃的溫度區間,至少保溫1h,隨後再進行空冷。回火溫度不能太高,避免再度奧氏體轉變。對高溫採用的焊接結構常使用比較高的回火溫度。高溫回火時析出較多的碳化物,對耐蝕性能不利。對於主要用於耐蝕的結構,應進行低溫度的消除應力退火。