金属材料焊接工艺电子补充低温钢焊接耐热钢及焊接工艺学习教案.ppt
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPT 页数:85 大小:4.5MB 金币:10 举报 版权申诉
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金属材料焊接(hànjiē)工艺电子补充低温钢焊接(hànjiē)耐热钢及焊接(hànjiē)工艺补充低温(dīwēn)钢的焊接一、低温钢的分类、成分与性能1.低温钢的分类(1)按使用温度等级分类分为-10~-40℃、-50~-90℃、-100~-120℃和-196~-273℃等级的低温钢。(2)按合金元素(yuánsù)含量和组织分类分为低合金铁素体型低温钢(16MnR、06AlCu)、中合金低碳马氏体型低温钢(9Ni、5Ni)和高合金奥氏体型低温钢(Gr18Ni9Ti,合金含量大于10%)。一、低温钢的分类、成分与性能1.低温钢的分类(3)按有无Ni、Cr元素(yuánsù)分类分为无Ni、Cr低温钢和含Ni、Cr低温钢。(4)按热处理方法分类分为非调质低温钢和调质低温钢。常用(chánꞬyònꞬ)低温钢的类型及适用温度范围见图3-5。2.低温钢的成分、组织和性能(xìngnéng)低温钢的钢种很多,包括从低碳铝镇静钢、低合金高强度钢、低Ni钢,直到Ni含量为9%的钢。2.低温钢的成分、组织和性能低温钢大部分是接近铁素体型的低合金钢,其含碳量较低,主要通过加入Al、V、Nb、Ti和稀土(RE)等元素固溶强化和细化晶粒,再经过正火、回火处理获得晶粒细而均匀的组织,以得到良好的低温韧性。如果在钢中加入Ni,可提高钢的强度,同时又可进一步改善低温韧性,但在提高Ni的同时要相应降低(jiàngdī)含碳量和严格控制S、P含量,以充分发挥Ni的有利作用。(1)铁素体型低温(dīwēn)钢显微组织为铁素体+少量珠光体使用温度范围-40~-100℃,如16MnDR、09Mn2VDR、06MnNbDR、3.5Ni和06MnVTi等有“DR”标示的为低温(dīwēn)容器专用钢,一般在正火状态下使用。(1)铁素体型低温钢16MnDR是制造-40℃低温设备用的细晶粒钢;09Mn2VDR也属细晶粒钢,主要用于制造-70℃的低温设备,如冷冻设备、液化气储罐、石油化工低温设备等;06MnNbDR是具有较高强度的-90℃用细晶粒钢,主要用于制造-60~-90℃的制冷设备、容器和储罐。3.5Ni钢一般经过870℃正火和635℃、1h消除应力回火,其最低使用温度达-100℃;调质处理(chǔlǐ)可提高其强度、改善韧性和降低脆性转变温度,其最低使用温度可达-129℃。(2)低碳马氏体型低温钢含Ni较高的钢如9Ni钢,淬火后组织为低碳马氏体,正火后的组织除低碳马氏体外,还有少量铁素体和少量奥氏体,具有较高的强度、塑性和低温韧性,5Ni钢(-162℃~-196℃)能用于-196℃的低温,适于制造储存(chǔcún)液化气的大型储罐。(3)奥氏体型低温(dīwēn)钢具有很好的低温(dīwēn)性能,其中以18-8型铬镍奥氏体不锈钢应用最广泛,25-20型可用于超低温(dīwēn)条件。我国为了节约铬、镍贵重金属而研制了以铝代镍的15Mn26Al4(-253℃)的奥氏体不锈钢。15Mn26Al4:平均含碳量小于0.15%,Mn的平均含量为26%,Al的平均含量为4%。二、低温钢的焊接性(一)无Ni低温钢的焊接性无Ni低温钢即铁素体型低温钢其中wc=0.06%~0.20%,合金元素总量≤5%,碳当量为0.27%~0.57%,焊接性良好。在室温下焊接不易产生冷裂纹,在板厚小于25mm时焊前不需预热;板厚超过(chāoguò)25mm或接头刚性拘束较大时,应预热100~150℃,注意预热温度(不可超过(chāoguò)200℃)过高会引起热影响区晶粒长大而降低韧性。(二)含Ni低温(dīwēn)钢的焊接性含Ni较低的低温(dīwēn)钢如2.5Ni和3.5Ni钢,虽然加入Ni提高了钢的淬透性,但由于含碳量(0.14%以下)限制的较低,冷裂倾向并不严重,薄板焊接时可不预热;厚板焊接时须进行100℃预热。(二)含Ni低温钢的焊接性含Ni高的低温钢如9Ni钢,淬硬性很大,焊接时热影响区产生马氏体组织是不可避免的,但由于含碳量低,并采用奥氏体焊接材料,因此冷裂倾向不大。但焊接时应注意(zhùyì)以下几个问题:(1)正确选择焊接材料9Ni具有较大的线胀系数,选择的焊接材料必须使焊缝与母材线胀系数大致相近,以免因线胀系数差别太大而引起(yǐnqǐ)焊接裂纹。通常选用镍基合金焊接材料,焊后焊缝组织为奥氏体组织,低温韧性好,且线胀系数与9Ni钢接近。(2)避免磁偏吹现象9Ni钢具有强磁性,采用直流电源焊接时会(shíhuì)产生磁偏吹现象,影响焊接质量。防治措施是焊前避免接触强磁场;尽量选用可以采用交流电源的镍基焊条。(3)焊接热裂纹Ni能提高钢材的热裂纹倾向,焊接含Ni钢时要注意焊接热裂纹。因此应该(yīnggā