金屬结晶学的一份讲义.docVIP

第一部分 第二部分 1．不锈钢按室温组织可分为哪几类，各自有什么特点？ 答： ⑴ 奥氏体钢、铁素体钢、马氏体钢、沉淀硬化钢、双相钢（2分） ⑵ a.奥氏体钢为高Cr-Ni钢：18-8，为固溶处理态通常用于常温耐蚀性能。 b.铁素体钢为高Cr钢：1Cr17等，退货状态通常用于耐热性能。 c.马氏体钢为Cr17系列不锈钢，热处理对其力学性能影响较大。 d.沉淀硬化钢为经时效强化处理以形成析出硬化相的高强钢，为高强度不锈钢。 e.双相钢为铁素体相和奥氏体相共存的双相不锈钢，固溶处理态具有优异的耐蚀性。 2．试述16Mn钢的工艺可焊性。 答： 16Mn为热轧钢，主要合金成分为C、Mn ；杂质S、P等。 因含C量较低，且Mn/S比较大，因此热裂倾向极小，因此焊接时主要的问 题是冷裂和过热区的脆化。 焊接材料的选择，要保证焊缝金属的强度、塑性和韧性等力学性能与母材 相匹配：a.选择相应强度级别的焊材 b.必须同时考虑熔合比和冷却速度的影响 焊接工艺参数的选择： a.焊接线能量，主要取决于过热区的脆化和冷裂两个因素 b.一般不需预热和焊后热处理 3．什么是金属的工艺可焊性，分析金属焊接性好坏的方法有哪些？ 答： 金属的工艺可焊性是指通过焊接得到完整的满足一定使用性能要求的焊 接接头的能力。 碳当量法：计算出碳当量的值，与0.4 相比较，来分析它的冷裂倾向。 碳当量公式 焊接冷裂纹敏感指数：计算出碳当量以外的接头拘束度和焊缝含氢量来 分析它的冷裂倾向。 斜Y型坡口对接裂纹试验、插销试验、可调拘束裂纹试验、压板对接焊接 裂纹试验。 4．18-8钢为何比25-20钢的热裂倾向小？ 答： ⑴18-8钢的Creq/Nieq处于1.5～2.0之间，凝固模式为FA模式，根据舍夫勒图可知其热裂倾向小。（4分） ⑵ 化学成分影响其热裂倾向： a.S、P元素的影响，热裂倾向大（1分）； b.Ni元素的影响，热裂倾向大（1分）； c.Si元素的影响，在含Ni高的焊缝中热裂倾向大（1分）； 5．低碳调质钢和中碳调质钢过热区的脆化机理是什么，分别需不需要焊后热处理，为什么？ 答： ⑴低碳调质钢过热区的脆化机理：生成了脆性大的上贝氏体和M-A组元（3分）。 ⑵中碳调质钢过热区的脆化机理：含碳量高，合金元素较多，易生成硬脆的高碳马氏体。 ⑶低碳调质钢一般不需要焊后热处理，一是损害焊缝和热影响区的韧性；二是这类钢可能具有再热裂纹的倾向。 ⑷中碳调质钢一般需要焊后热处理，如在退火状态下焊接，焊后通过整体调质处理才能获得性能满足要求的均匀的焊接接头，如在调制状态下焊接则需通过焊后低温回火来改善焊接接头的塑韧性。 6. 18MnMoNb与15MnVN相比，它们的淬硬倾向如何？ ⑴它们同属于正火钢，强化机理均为固溶处理，但由于合金元素含量及种类的不同，两者是有区别的： ⑵从化学成分上相比，18MnMoNb合金元素含量高，形成的奥氏体稳定，容易形成淬硬倾向大马氏体组织； ⑶从强度级别上说，18MnMoNb强度稍高，其淬硬倾向大； ⑷从碳当量上说，18MnMoNb碳当量大，因此其淬硬倾向大。 所以，18MnMoNb比15MnVN淬硬倾向大。 7．奥氏体不锈钢焊接接头易出现哪些问题，产生热裂的主要原因有哪些？ 答： ⑴奥氏体不锈钢焊接接头易出现耐蚀性问题、焊接接头热裂纹及焊接接头脆化。 ⑵奥氏体钢焊接时有较大的热裂倾向，主要原因有： 奥氏体钢导热系数小和线胀系数大，焊接过程中易出现拉应力； 奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，利于有害杂 质偏析，形成晶间液膜； 奥氏体钢及焊缝的合金组成较复杂，易形成易熔共晶。 同时热裂倾向也与其凝固模式和化学成分有关。 8．简述产生结晶裂纹的原因。 答： ⑴产生结晶裂纹的原因，就在于焊缝中存在液态薄膜和在焊缝凝固过程中受到拉伸应力共同作用的结果。 ⑵熔池的结晶可分为三个阶段：液固阶段 固液阶段 完全凝固阶段 只有在固液阶段，才会产生结晶裂纹：这时液态金属的流动发生了困难，由于液态金属少，（主要是那些低熔点共晶），在拉伸应力的作用下所产生的微小缝隙都无法填充，只要稍有拉伸应力的存在就有产生裂纹的可能，称为“脆性温度区”。 9．16Mn和18MnMoNb在焊接热循环的作用下焊接热影响区分别可分为哪几个区域？ 答： ⑴16Mn钢为不易淬火钢，在焊解热影响区根据组织上的特征可分为四个区：熔合区、过热区、相变重结晶区（正火区）和不完全重结晶区。 ⑵18MnMoNb钢为低碳调质高强钢，焊接淬硬倾向较大，焊后热影响区的组织分布可