培训资料《碳钢的焊接》
焊接培训:碳钢及碳锰钢资料

熔样分析 化学成分
试样分析 化学成分
屈服强度和抗拉强度
延伸率
冲击功
CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 碳当量
非合金结构钢的焊接
焊接性:
主要受它的淬硬倾向、脆断倾向、时效倾向以及它的偏析 性能等因素的影响。 主要是化学成分的影响,C、N、S、P –淬硬倾向 -脆断倾向 -时效倾向 -冷作变形 -偏析 含碳量不大于0.22%的结构钢是可焊接钢种,并且可在不 予热的情况下施焊。
调质钢
调质、正火或其它附加方法使钢的表面处于硬化状态,应 用于曲轴、连杆、齿轮、销钉等机器零件。这类钢既有强 度又有韧性,屈强比为0.7-0.95。
通过热处理的方法可以使钢获得较高的硬度,淬火马氏 体的含量与临界冷却速度有关,硬度与碳的含量有关。淬 硬层的深度主要取决于合金元素的含量如Cr、Mo、Ni、 V、Mn、B等。
标准: EN10083T1特殊优质钢技术供货条件 EN10083T2优质碳钢技术供货条件 EN10083T3加硼钢 标记: EN10083T1 C22E EN10083T1 46Cr2
可燃性液体和气体长途管道用钢管 (EN10208 T2)
此标准适用于由碳钢和低合钢制造的用长途管道的无缝 管和焊接管。这些管用于制输送可燃性液体(如:石油 和石油副产品)以及压缩的和液化的可燃性气体的长途 管道。
管线用钢标记举例: EN10208-1 L235GA EN10208-1 L290GA EN10208-2 L415NB EN10208-2 L480MB
碳钢及碳锰钢
Carbin and carbin manganese steel
• 非合金结构钢板 • 低碳钢及碳锰钢(管) • 中高碳钢
碳素钢的焊接课件

碳素钢的焊接
碳钢的分类: 按含碳量分: 低碳钢(wc≤0.25%)、中碳钢( wc= 0.25~0.6%)、高碳钢(wc≥0.6) 按用途分: 结构钢、工具钢 低碳钢的焊接特点: 良好的焊接性(含碳量低,合金元素含量少),焊前无需预热 常用焊接方法: 气焊、焊条电弧焊、埋弧自动焊、电渣焊及CO2气体保护焊源自珠光体耐热钢的焊接工艺特点
一般在热处理状态下焊接, 焊后大多数要进行高温回火处理。 为了保证焊缝性能与母材匹配, 在选择焊接材料应具有必要的热强性, 焊缝成分应力与母材相近;为了防止焊缝有较大的热裂倾向, 焊缝含碳量往往比母材要低一些, 一般不低于0.07%, 如果焊接材料选择适当, 焊缝的性能是可以和母材匹配的。 为了防止冷裂纹和消除近缝区硬化现象, 正确选定预热温度和焊后回火温度是非常重要的, 结合具体条件, 通过试验确定预热温度及焊后热处理温度。通过预热特别是焊后热处理, 珠光体耐热钢接头的薄弱环节往往不再是熔合线附件的硬化区, 而是硬度明显下降的软化区(F+碳化物+奥氏体分解产物)此“白带”区主要影响高温蠕变性能和持久强度, 长期高温工作时, 许多情况下都是断在软化区, 珠光体耐热钢的合金化程度越高, 原始硬度越大, 焊接线能量越大, 软化越严重。为了减少软化程度, 尽量减小Ac1附近的停留时间即提高焊接时的冷却速度。从焊接工艺上应该尽可能焊接线能量及预热温度, 但线能量过小会增大熔化区的硬化程度, 对韧性和防止裂纹不利, 在确定焊接线能量时要综合考虑接头各种性能的要求。
中碳调质钢的焊接
成分及性能: C为0.25~0.45%,特点为高的比强和高硬度,这类钢的淬透性大,焊接性差,焊后需经调质处理才能保证接头的性能。 焊接性分析: ①热裂纹: 含碳量及合金元素含量高,液-固相区大,偏析严重,具有较大的热裂倾向,选择焊接材料时应选择含碳量低,S、P含量低的材料,工艺上保证弧坑填满和良好的焊缝成形。 ②冷裂纹: 淬硬倾向明显,冷裂倾向严重,M的硬脆程度随含碳量提高而增加,冷裂敏感性也增大,为防止冷裂纹可次阿姨焊前预热焊后回火处理。 ③HAZ性能: 脆性: HAZ易产生硬脆高碳M,冷却速度越大,脆化越严重,大线能量会增大A过热和提高稳定性,促使形成粗大M,脆化严重,可采用小线能量,同时预热和后热。 软化: 这类钢一般在退火状态下焊接,焊后调质,如果焊后不经调质处理,存在HAZ现软化现象,强度级别越高,软化越严重,线能量小,加热冷却速度快,软化程度小,软化区宽度窄,焊接热源越集中对减少软化越有力。
碳钢的焊接

(2) 关于低碳钢的焊接工艺
4
应在定位焊时加大电流,减慢焊接速度,适当增大定位焊缝的 截面和长度,必要时可采取预热措施
第9章 碳钢的焊接
9.1 碳钢的焊接工艺
9.1.2 焊接工艺 9.1.2.1 低碳钢的焊接工艺
(2) 关于低碳钢的焊接工艺
焊接方法的应用、常见低碳钢焊条电弧焊的缺陷、产生的主要原因及防 止措施、电渣焊的常见缺陷的形成原因及防止措施均见P121-P123。
第9章 碳钢的焊接
9.1 碳钢的焊接工艺
9.1.2 焊接工艺 9.1.2.3 高碳钢的焊接工艺
(1) 焊接材料的选择
第9章 碳钢的焊接
9.1 碳钢的焊接工艺
9.1.2 焊接工艺 9.1.2.3 高碳钢的焊接工艺
(2) 关于高级钢的焊接工艺
① 热处理及预热 。 ② 焊接工艺要点 焊前注意烘干焊条,并放在保温箱或保温筒内,以防焊条吸潮。焊前注意工 件表面的清理,不得有水分、油、锈等污物。
的焊接
9.1 碳钢的焊接工艺
9.1.1 碳钢的焊接性 碳钢是铁的合金。碳钢的性能和焊接性主要取决于含碳量,含碳量增加,钢的硬度 和强度提高,焊接性变差,具体关系见表9-1。
第9章 碳钢的焊接
9.1 碳钢的焊接工艺
9.1.1 碳钢的焊接性 计算碳钢的碳当量时,可简化如下公式
2
焊缝、对接多层焊的第一层焊缝及单道焊缝要避免深而窄的坡口形式
第9章 碳钢的焊接
9.1 碳钢的焊接工艺
9.1.2 焊接工艺 9.1.2.1 低碳钢的焊接工艺
(2) 关于低碳钢的焊接工艺
3
焊接刚度大的结构件时,宜选用低氢碱性焊条,采取 焊前预热或焊后消除应力热处理措施
碳钢焊接作业指导书

天津二十冶建设有限公司质量体系文件GDGY-A-12-2008压力管道安装低碳钢及不锈钢管道焊接作业指导书2008年1月1日发布2008年1月10日实施编制:技术质量科审批:杜军科低碳钢及不锈钢管道焊接作业指导书GDGY-A-12-20081 适用范围本标准适用于材质为碳素钢及不锈钢的管道焊接施工。
焊接方法为手弧焊、埋弧焊、半自动气保焊、半自动自保焊、氩弧焊等。
2 引用标准GB 50236-2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB 50683-2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》DL 5031-94 《电力建设施工及验收技术规范焊接工程》3 焊接材料3.1 碳素钢焊接材料应具备出厂质量证明书,并符合相应规定要求。
3.2 焊接材料必须在干燥的库房中存放,库房内不允许有腐蚀性介质和有害气体,并应保持整洁。
焊条、焊剂使用前应按说明书要求进行烘干,焊条领用后应在保温筒内存放使用,超过四小时焊条、焊剂必须进行重新烘干。
焊丝在使用前应检查表面的锈蚀、油污等杂质应仔细清理去除。
3.3 氩弧焊所用氩气纯度应不低于99.9%,且含水量不大于50ml/m3。
4 焊前准备4.1 焊接工艺评定按《特种设备焊接作业人员考试规则》或设计图样的特殊要求对试件进行评定。
4.2 焊工考试从事碳素钢管道焊接的人员,必须按照现行《特种设备焊接作业人员考试规则》进行考试,考试应按照已经合格的焊接工艺评定进行。
考试合格后,方可从事相应项目的焊接施工。
4.3 坡口加工及组对4.3.1焊件的切割和坡口加工宜采用机械方法,也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法,在采用热加工方法加工坡口后,必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层,并应将凹凸不平处打磨平整。
4.3.2 焊件组对前应将坡口及其内外侧表面不小于10mm范围内的油、漆、垢、锈及毛刺等清除干净,且不得有裂纹、夹层等缺陷。
4.3.3 除设计规定需进行冷拉伸或冷压缩的管道外,焊件不得进行强行组对。
第12章 碳钢的焊接

第十二章碳钢的焊接12.1概述碳钢又称为碳素钢,是钢材中产量最多、应用最广的材料。
船舶、车辆、桥梁、电站、锅炉、压力容器、矿山设备、石化装置、工业厂房、民用建筑、农业机械、家用电器、工具、用具、炊具、甚至家具等,无不大量使用,其产量约占钢材总产量的80%左右,也是全部钢材中经受焊接加工量最大、覆盖面最广的钢种,全世界约有40%以上离不开焊接,可想而知,碳钢焊接在金属加工或钢材加工中,占有多么重要的地位。
碳钢是以铁为基本成分、含有少量碳(w(C)≤1.3%)的铁碳合金。
实际上,碳钢中除以碳作为主要合金元素外,还含有少量有益元素Mn和Si,w(Mn)一般小于1%,个别碳钢达到1.2%;w(Si)都在0.5%以下。
此外,碳钢中还有少量杂质元素S和P,每一钢种都限制其含量。
对于某些重要碳钢来说,还需限制Cr、Ni、Cu、N等元素含量。
12.2普通碳素结构钢GB700-88对普通碳素结构钢牌号表示如下:Q X X X —X ·X表示脱氧方法表示质量等级表示屈服强度数值/Mpa代表屈服强度的“屈”字1)Q——钢材屈服强度“屈”字汉语拼音首位字母2)3位连在一起的数字——屈服强度最低值,共有5种规格,Q195,Q215,Q235,Q255,Q2753)质量等级,分A、B、C、D4级,D级质量最好,A级最差。
4)脱氧方法,共分4种,其符号及代表的意义如下:F——沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母B——半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母Z——镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母TZ——特殊镇静钢“特镇”字汉语拼音首位字母12.3碳钢的焊接性碳钢以Fe 为基础,以C 为合金元素,w (C )一般不超过1.0%。
此外,w (Mn )不超过1.2%,硅量w (Si )不超过0.5%,皆不作为合金元素。
而其它元素,如Ni 、Cr 和Cu 等,更控制在残余量的限度以内,远非合金成分。
杂质元素,例如S 、P 、O 、N 等,根据钢材品种等级的不同,也都有严格限制。
碳钢焊接

(1)高碳钢应先退火然后方能焊接。 (2)采用结构钢焊条焊接时,焊前必须预热,预热温度和层间温度一般在250~350℃以上。 用奥氏体不锈钢焊条可以不预热。 (3)采取与焊接中碳钢相同的工艺措施,尽量减少熔合比,小电流、低的焊接速度,焊接 过程中应尽量连续施焊不间断。 (4)焊后焊件应立即送入炉中,在650℃保温,进行消除应力热处理。 (5)焊件刚度、厚度较大时,应采取减少内应力的措施,例如合理排列焊道,分段倒退焊 法,焊后锤击等。
电弧稳定,飞溅小,焊接速度快,可进行全位置焊接。 (3)埋弧焊:适用于板厚在3—150mm之间的对接接头、T字接头、十字接头 焊丝H08A+高锰高硅低氟熔炼焊剂HJ430 、HJ431;焊丝H08MnA配合无锰、低锰 或中锰型焊剂 。 (4)电渣焊:适用于焊接50-300mm的厚板 应选用中锰高硅中氟的HJ360与H10Mn2AK、H10MnSi焊丝配合;也可使用高锰高 硅低氟的HJ430与H10MnSi焊丝匹配,焊后应进行正火。
焊剂消耗。
4、焊接工艺要点
(1)坡口制备:为减少熔合比,一般采用U形或V形坡口,并将坡口两侧的油污和铁锈等清除 干净。 (2)预热:预热温度取决于碳当量、板厚、结构刚性、焊条类型和工艺方法。通常35、45钢
预热150~250℃,刚性很大时,提高到250~400℃。
不预热条件下应采取工艺措施以减少熔深,降低冷却速度,以防止开裂 (3)焊接电源:一般选用直流弧焊电源的反极性,降低裂纹倾向和气孔。 (4)焊后热处理:600~650℃消除应力热处理。采取保温、缓冷措施,以减少裂纹的产生。
板厚大于50mm,在低于0℃的环境温度焊接时,应预热100~150℃。
4、焊接工艺要点 母材和焊接材料合格,焊的焊接接头。只有在下列情况下才能采取相应的措施: (1)在低温环境下焊接厚件时,应预热焊件,防止产生冷裂纹;
碳钢的焊接资料

(2)二氧化碳气体保护焊
近年来,二氧化碳气体保护焊用来焊
接低碳钢也很普遍。二氧化碳气体保护焊用焊丝可分为实心焊丝和药 芯焊丝两大类,低碳钢选用焊丝的主要原则也是等强度原则,举例见
表5-1。其他请参照GB/T 8110—1995《气体保护焊用碳钢、低合金钢
焊丝》等国家标准。焊接用的CO2气体纯度应不低于99.5%。 (3)埋弧焊 低碳钢的焊接采用埋弧焊的也很多,尤其是中、厚
(1)焊条电弧焊 焊接低碳钢时大多采用焊条电弧焊,低 碳钢选用焊条的主要原则是等强度原则,大多使用E43××系
列的焊条,因为低碳钢通常的抗拉强度平均值为417.5MPa,
而E43××系列焊条熔敷金属的抗拉强度不小于420MPa,在力 学性能上正好与之匹配。这一系列焊条有多种型号,商品牌 号更多,可根据具体母材、受载情况等加以选用,比较重要 的结构或受载情况复杂的结构,尽量选用低氢型焊条,表5-1 为几种情况的举例。其他钢材选用焊条请参照JB/T 4709—20 07等行业标准或国家标准。
低焊接接头冷却速度,从而控制组织和硬度,减小冷裂纹的可能性。
除上述影响碳钢焊接性的诸多因素以外,母材焊前热处理状态对 焊接性影响也是碳钢焊接时不容忽视的问题。
能力知识点1 低碳钢的焊接
1.低碳钢的焊接特点
低碳钢碳含量较低,Mn、Si含量又少,所以,通常情
况下不会因焊接而引起严重硬化组织或淬火组织。这种钢 材的塑性和冲击韧度优良,焊成的接头塑性和冲击韧度也 很好,焊接时,一般不需预热、控制层间温度和后热,焊 后也不必采用热处理改善组织。可以说,整个焊接过程中 不需要特殊的工艺措施,其焊接性优良。但在少数情况下, 低碳钢的焊接性也会不好,焊接时出现困难,例如:低碳
钢母材成分不合格,S 、P、O等杂质含量过高,焊接方法
熔焊知识第五次培训-碳钢材料的焊接和焊接结构生产

一、材料的焊接性
1、定义 金属焊接性是材料对于焊接加工的适应 性,以及使用条件下的可靠性。所以材料的焊 接性分工艺焊接性(在一定的焊接工艺条件下, 材料能否获得无缺陷优质的焊接接头的能力)和 使用焊接性(焊接接头或整体焊接结构产品满足 使用性能的程度:力学性能,断裂韧性、低高温 韧性、疲劳等等)。
2、金属焊接性的影ຫໍສະໝຸດ 因素A、材料因素 B、工艺因素
C、结构因素
D、使用要求因素
3、碳当量
CE=w(c)+1/6 w(Mn)+1/5 w(Cr)+1/24 w(Si) +1/5 w(Mo)+1/5 w(V)+1/15 w(Cu) +1/15 (Ni) 当CE在0.4~0.6%时,冷裂纹敏感性增加,需考虑预 热。
强条件下,尽可能提高焊接热影响区的冲击 性能和塑性。 焊接时,一般不用预热、控制层(焊 道)间温度和后热,焊后也不必采取热处理 改善接头热影响区和焊缝组织。
焊接结构分讲内容
1、常用焊接方法(气体保护焊) 2、常用材料的焊接 3、焊接结构常用金属材料(焊材) 4、焊接应力与变形(结构) 5、焊接结构安全评定 6、焊接结构设计原则和方法(产品设计) 7、矿山与工程机械焊接结构(焊接件设计) 8、焊接结构制造工艺(规程) 9、焊接车间管理与平面布置设计(生产准备)
4、低碳钢的焊接性
A、碳钢的分类:
低碳钢 0.25% 中碳钢 0.6% 高碳钢 B、焊接性描述 由于低碳钢含碳量低,锰硅含量少,所以通常 情况下不会引焊接产生严重硬化组织和淬火组 织,低碳钢接头的韧性和冲击韧度都较好,焊 接时一般不需预热、层间温度控制和后热,焊 后一般也不需要进行热处理改善组织,整个焊 接过程不需要采用特殊的焊接工艺处理,焊接 性良好。
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一、碳钢的焊接1.1碳钢的钟类、标准与性能1.1.1概述碳钢又称碳素钢,是钢材中产量最多、应用最广的材料。
船舶、车辆、桥梁、电站、锅炉、压力容器、矿山设备、石化装置、工业厂房、民用建筑、农业机械、家用电器、工具、用具、炊具、甚至家具等,无不大量使用,其产量约占钢材总产量的80%左右,也是全部钢材中经受焊接加工量最大、覆盖面最广的钢种,全世界钢产量约有40%以上离不开焊接,可想而知,碳钢焊接在金属加工或钢材加工中,占有多么重要的地位。
碳钢是以铁为基本成分、含有少量碳(w(c)≤1.3%)的铁碳合金。
实际上,碳钢中除以碳作主要合金元素外,还含有少量有益元素Mn和si,w(Mn)一般小于1%,个别碳钢达到1.2%;(si)都在0.5%以下。
此外,碳钢中还有少量杂质元素S和P,每一钢种都限制其含量。
对于某些重要碳钢来说,还需限制Cr、Ni、Cu、N等元素含量。
参照GB 221-79,碳钢由于分类角度不同而有多种名称:(1)按含碳量分①低碳钢w(C)≤0.30%(有的国家把w(C)≤0.15%者称为低碳钢, w(C)≤0.15%~0.30%者称为软钢[1]);②中碳钢w(C)=0.30%~0.60%;③高碳钢w(C)>0.60%。
(2)按冶炼方法分①平炉钢;②转炉钢,又分为氧气转炉钢和碱性空气转炉钢;③电炉钢。
(3)按钢材脱氧程度的不同分①沸腾钢;②半镇静钢;③镇静钢。
(4)按用途分①结构钢用来制造各种金属构件和机器零件;②工具钢用来制造各种工具(量具、刃具、模具)。
(5)按质量分根据钢中有害杂质S和P的含量分:①普通碳素钢w(C)≤0.050%,w(P)≤0.045%;②优质碳素钢w(S)≤0.035%,w(P)≤0.035%;③高级优质碳素钢w(S)≤0.030%;w(P)≤0.035%。
经常需要焊接的碳钢是各种碳素结构钢,少数情况也有工具钢的焊接,现把这些钢种分别介绍如下。
1.1.2普通碳素结构钢GB 700-88 对普通碳素结构钢牌号表示如下:/Mpa上述表示牌号的4部分意义如下:① Q —钢材屈服程度“屈”字汉语拼音首位字母。
② 3位连在一起的数字—屈服强度最低值,共有5种规格,具体见表1和表2 ③ 质量等级,分A 、B 、C 、D4级,D 级质量最好,A 级最差。
④ 脱氧方法,共分4种,其符号及代表的意思如下:F —沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母; B —半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母; Z —镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母;TZ —特殊镇静钢“特镇”二字汉语拼音首位字母。
普通碳素结构钢化学成分见表1-1;力学性能见表1-2。
表1-1普通碳素结构钢化学成分(GB700-88)化 学 成 分(质量分数)(%)注:1、沸腾钢w (si)≤0.07%,半镇静钢w (si)≤0.17%,镇静钢w (si)下限为0.12%2、Q235A和B级沸腾钢w(Mn)上限为0.06%。
3、D级钢应有足够的形成细晶粒组织的元素。
表1-2普通碳素结构钢力学性能 (GB 700-88)注: 1.屈服强度和伸长率要求数值,皆对钢材厚度不大于16MM而言,厚度增加时,这些数值要求降低,见GB 700-88。
2. Q195的屈服强度值仅供参考,不作交货条件。
3. 冷弯试验中,b为试样宽度,a为钢材厚度,要求的弯心直径值系指钢材厚度为不大于60MM时,厚度增加,则弯心直径也增加,见GB 700-88。
4.钢材一般以热轧(包括控轧)状态交货,根据需方要求,经过双方协议,也可以正火处理状态交货(A级钢除外)1.1.3优质碳素结构钢优质碳素结构钢的化学成分见表1-3,力学性能见表1-4,表中1~20为普通含锰量优质碳素结构钢,21~31为较高含锰量优质碳素结构钢1.1.4专门用途碳素结构钢与焊接关系密切的专门用途碳素结构钢有下列几种:①船体用碳素结构钢(GB 712-88)②焊接气瓶用碳素结构钢(GB 6653-94)③压力容器用碳素钢(GB 6654-1996)④锅炉用碳素钢(GB 713-1997)⑤桥梁用碳素结构钢【YB(T)10-81】⑥管道用碳素钢(GB 9700-88)⑦铁道钢轨用碳素钢(GB 2585-81)⑧核压力容器用碳素结构钢[2]⑨汽车制造用碳素结构钢 (GB3275-91)它们的化学成分见表1-5,力学性能见表1-61.1.5 碳素铸钢碳素铸钢中与焊接关系密切的有:①焊接结构用碳钢铸件(GR7659-87)这类铸件共有3个牌号,焊接性良好,常用作一般工程的铸一焊结构件。
②一般工程用铸造碳钢(GB11352-89)这类铸件有5个牌号,总的说来,这一类铸钢较少考虑焊接性能,因此焊补时应当小心。
这两类铸件的化学成分见表1-7,力学性能见表1-8表1-7 碳素铸钢化学成分注:1. 铸钢牌号中“ZG”是“铸钢”两字汉语拼音首位字母。
2. 牌号末尾的“H”为“焊”字汉语拼音首位字母,表示焊接用钢。
3. 牌号中二组数字分别代表铸件金属σs和σb值,单位为Mpa 。
表1-8碳素铸钢力学性能注:断面收缩率和夏比V形缺口冲击吸收功两项指标根据合同要求选择。
二.不锈钢的焊接2.1 不锈钢的概述不锈钢是指主加元素铬含量能使钢处于钝化状态、又具有不锈特性的钢。
为此,不锈钢w(Cr)应高于12%。
此时,钢的表面能迅速形致密的Cr2O3氧化膜,使钢的电极电位和在氧化性介质中的耐蚀性发生突变性提高。
在非氧化性介质(HCI、H2SO4)中,铬的作用并不明显,除了铬外,不锈钢中还须加入能使钢钝化的Ni、Mo等其他元素。
通常所说的不锈钢实际是不锈钢和耐酸钢的总称,不锈钢一般泛指在大气、水等弱腐蚀介质中耐蚀的钢,耐酸钢则是指在酸、碱、盐等强腐蚀介质中耐蚀的钢。
两者在化学成分上的工同特点是w(Cr)均在12%以上,但由于合金化的差异,不锈钢并不一定耐酸,而耐酸钢一般具有良好的不锈性能。
按照习惯叫法,本章将不锈钢和耐酸钢简称为不锈钢。
2.1.1 不锈钢的种类、化学成分及其用途不锈钢按照组织类型,可分为五类,即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。
各种类型不锈钢热轧钢板的化学成分列表2-1,各国不锈钢标准牌号对照列表2-2。
不锈钢的重要特性之一是耐蚀性,然而不锈钢的不锈性和耐蚀性都是相对的,有条件的,受到诸多因素的影响,包括介质种类、浓度、纯净度、流动状态、使用环境的温度、压力等,目前还没有对任何腐蚀环境都具有耐蚀性的不锈钢。
因此,不锈钢的选用应根据具体的使用条件加以合理选择,才能获得良好的使用效果。
奥氏体不锈钢在各种类型不锈钢中应用最为广泛,品种也最多。
由于奥氏体不锈钢的Cr、Ni含量较高,因此在氧化性、中性以及弱还原性介质中均具有良好的耐蚀性。
奥氏体不锈钢的塑韧性优良,冷热加工性能俱佳,焊接性优于其他类型不锈钢,因而广泛应用于建筑装饰、食品工业和医疗器械、纺织印染设备以及石油、化工、原子能等工业领域。
铁素体不锈钢的应用比较广泛,其中Cr13和Cr17型铁素体不锈钢主要用于腐蚀环境不十分苛刻的场合,例如室具装饰、厨房设备、家电产品、家用器具等。
超低碳高铬含钼铁素体不锈钢因对氯化物应力腐蚀不敏感,同时具有良好的耐点蚀、缝隙腐蚀性能,因而广泛用于热交换设备、耐海水设备、有机酸及制碱设备等。
马氏体不锈钢应用较为普通的是Cr13型马氏体不锈钢。
为获得或改善某些性能,添加Ni、Mo等合金元素,形成一些新的马氏体不锈钢,例如0 Cr13Ni4Mo、0 Cr16Ni5Mo等。
马氏体不锈钢主要用于硬度、强度要求较高,耐腐蚀要求不太高的场合,如量具、刃具、餐具、弹簧、轴承、汽轮机叶片、水轮机转轮、泵、阀等。
双相不锈钢是金相组织由奥氏体和铁素体两相组成的不锈钢,而且各相都占有较大的比例。
双相不锈钢具有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的一些特性,韧性良好,强度较高,耐氯化物应力腐蚀。
适于制作海水处理设备、冷凝器、热交换器等,在石油、化工领域应及广泛。
沉淀硬化不锈钢是在不锈钢中单独或复合添加硬化元素,通过适当热处理获得高强度、高韧性并且有良好耐蚀性的一类不锈钢。
通常作为耐磨、耐蚀、高强度结构件,如轴、齿轮、叶片等转动部件和螺栓、销子、垫圈、弹簧、阀、泵等零部件以及高强度压力容器、化工处理设备等。
②此牌号除专用处,一般情况下不推荐使用。
铁素体奥氏体双相不锈钢铁素体奥氏体双相不锈钢允许添加表列以外的合金元素。
马氏不锈钢[2]2.1.2 不锈钢的组织特点实际上因化学元素含量的上下限和热处理状态的差异,工业用不锈钢的组织并不象表2-1那样完全符合其类别的名称。
从各元素对不锈钢组织的影响和作用程度来看,基本上有两类元素。
一类是形成或稳定奥氏体的元素:C、Ni、Mn、N和Cu等,其中C和N作用程度最大。
另一类是缩小甚至封闭γ相区即形成铁素体的元素:Cr、Si、Mo、Ti、Nb、Ta、V、W和A1等,其中Nb的作用程度最小。
现在已经把焊接时快速冷却形成的焊缝组织与各元素的铬当量和镍当量值关系图(Schaeffler图、Delong图、WRC图)看作实用组织图1-1、图1-2、图1-3),镍和铬当量计算公式列表2-3。
不锈钢的组织有以下几种组织类型:(1) 奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢有Fe-Cr-Ni 、Fe-Cr-Ni-Mo 、Fe-Cr-Ni-Mn 、等系列。
为改善某些性能,满足特殊用途要求,在一些钢中单独或复合添加了N 、Nb 、Cu 、Si 等合金元素。
奥氏体不锈钢通常在室温下为纯奥氏体组织,也有一些奥氏体不锈钢室温下的组织为奥氏体加少量铁素体,这种少量铁素体有助于防止热处理方法强化,但由于这类钢具有显著的冷加工硬化性,可通过冷变形方法提高强度。
经冷变形产生的加工硬化,可采用固溶处理使之软化。
(2) 铁素体不锈钢 近年来铁素体不锈钢逐渐向低碳高纯度发展,使铁素体不锈钢的脆化倾向和焊接性得到明显改善。
表2-3镍和铬当量计算公式该类钢在固溶状态下为铁素体组织。
当钢中w (Cr)超过16%时,仍存在加热脆化倾向。
在400~600℃温度区间停留易出现475℃脆化,在650~850℃温度区间停留易引起б相析出而导致的脆化,加热至900℃以上易造晶粒粗化,使塑韧性降低。
这类钢不定期有脆性转变特性,其脆性转变温度与钢中碳、氮含量,热处理时的冷却速度以及截面尺寸有关,碳、氮含量越低,截面尺寸越小,脆性转变温度越低。
475℃脆化和б相析出引起的脆化,可通过热处理方法予以消除。
采用516℃以上短时加热后空冷,可消除475℃脆化,加热到900℃以上急冷可消除б相脆化。
(3) 马氏体不锈钢 马氏体不锈钢w (Cr)范围在12%~18%,w (C)范围在0.1%~1.0%,也有一些含碳量更低的图1-1马氏体不锈钢,如0Cr13Ni5Mo等。