焊接技术 不锈钢及耐热钢焊接性分析 02第二节 合金结构钢的焊接.pptxVIP

第二节 合金结构钢的焊接教师：朱国宝南京科技职业学院目 录contents 43521合金结构钢的分类合金结构钢的性能热轧及正火钢的焊接热轧及正火钢的焊接性影响因素热轧及正火钢的焊接工艺合金结构钢的分类合金结构钢的分类合金结构钢的分类用途或使性能化学成分合金系统组织状态低合合钢一般w (Me)＜5％中合金钢w (Me)=5％～10％按合金元素总含量的多少分有高合金钢w (Me)＞10％。按用途和性能分强度用钢低中合金特殊用钢 按回火状态按强度等级热处理状态珠光体耐热钢非调质钢 经过淬火-回火的调质钢 热轧与正火钢低温钢热轧钢 低碳调质钢低合金耐蚀钢正火钢 中碳调质钢控轧钢 合金结构钢牌号国内外常见的合金结构钢合金结构钢的性能化学成分力学性能合金结构钢的基本性能显微组织化学成分 各种元素对合金结构钢下临界点温度A1（℃）的综合影响可用下述公式表示：A1=720+28wSi+5wCr+6wCo+3wTi-5wMn-10wNi –3wV， ℃ 合金元素对低合金钢屈服强度和抗拉强度的综合影响，可按下列经验公式进行计算，即：Σs=122+274wC+82wMn+55wSi+54wCr+44wNi+78wCu+353wV+755wTi+540wP+[30-2(h-5)],MPa Σb=230+686wC+78wMn+90wSi+73wCr+33wNi+56wCu+314wV+529wTi+450wP+[21-1.4(h-5)], MPa。式中 h为板厚（mm） 各种合金元素对结构钢的抗拉强度和屈服强度影响的定量测定数据力学性能 低合金高强钢的低温拉伸性能低合金高强钢高温时强度性能的变化显微组织低碳马氏体导致具有不同的硬度、强度性能、塑性和韧性贝氏体低合金钢热影响区中的显微组织M-A组元珠光体类 几种典型组织（特别是贝氏体组织）对低合金钢强度和韧性的影响低合金高强钢不同比例混合组织的维氏硬度和相应金相组织的显微硬度常见金相组织及不同混合组织的硬度热轧及正火钢的焊接热轧及正火钢的焊接屈服强度为294～490MPa的低合金高强钢热轧及正火钢一般是在热轧或正火状态下供货使用属于非热处理强化钢热轧及正火钢的化学成分 注：括号中的成分选择加入。热轧及正火钢的力学性能屈服强度为294-392MPa的普通低合金钢都属于热轧钢热轧钢1这类钢的基本成分为：wC≤0.2%，wSi≤0.55%，w Mn≤ 1.5%热轧钢热轧钢通常为铝镇静的细晶粒铁素体＋珠光体组织的钢一般在热轧状态下使用Q345（16Mn）是我国于20世纪50年代研制和生产应用最广泛的热轧钢正火钢正火＋回火状态使用的含Mo钢：如14MnMoV、18MnMoNb等2正火状态下使用的钢：主要是含V、Nb、Ti的钢，如Q390、Q345等，主要特点是屈强比（σs/σb）较高正火钢抗层状撕裂的Z向钢，屈服强度σs≥343MPa微合金控轧钢加入质量分数为0.1%左右对钢的组织性能有显著或特殊影响的微量合金元素的钢，称为微合金钢2微合金控轧钢多种微合金元素（如Nb、Ti、Mo、V、B、RE）的共同作用称为多元微合金化单一微合金元素的质量分数通常在0.25%以下。热轧及正火钢的焊接性影响因素热轧及正火钢的焊接性--总体较好，但是需注意二个问题：焊接裂纹和热影响区脆化低合金钢的焊接性轧制工艺化学成分冷裂纹及影响因素碳当量（Ceq）冷裂纹及影响因素热轧钢的淬硬倾向淬硬倾向正火钢的淬硬倾向焊接接头拘束的度碳当量（Ceq）淬硬倾向主要取决于钢的化学成分，其中以碳的作用最明显。国际焊接学会（IIW）推荐的碳当量公式为： (%) 碳当量Ceq＝0.4%~0.6%时钢的淬硬倾向逐渐增加，属于有淬硬倾向的钢。可以通过焊接热影响区连续冷却转变图（SHCCT）或钢材的连续冷却组织转变图（CCT）来进行分析。淬硬倾向马氏体或M+B+F混合组织时对氢致裂纹敏感焊接热影响区而产生B或B+F组织时对氢致裂纹不敏感热轧钢的淬硬倾向热轧钢的焊接连续冷却组织转变图1Tm 1350 ℃可以看到Q345焊条电弧焊冷速快时，热影响区会出现少量铁素体、贝氏体和大量马氏体。低碳钢的焊接连续冷却组织转变图Tm 1300℃而低碳钢焊条电弧焊时，则出现大量铁素体、少量珠光体和部分贝氏体。随着合金元素和强度级别的提高而增大，如Q420和18MnMoNb相比（a、b），两者的差别较大。正火钢的淬硬倾向2正火钢的焊接连续冷却组织转变图（SHCCT） a）为Q420b) 18MnMoNb 是一个刚好不出现冷裂纹的临界硬度值。热影响区最高硬度3热影响区最高硬度与裂纹率的关系 碳当量增大时，热影响区淬硬倾向随之提高，但并非始终保持线性关系。热影响区最高硬度与碳当量的关系Ceq=C+(Mn/6)+(Si/24)+(Cr/5)+(Mo/4)+(V/14)+(Ni/40)