合金钢结构钢及其焊接工艺

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1、第十章合金钢结构钢及铸铁的焊接1第一节　合金钢结构钢及其焊接工艺综合知识模块一合金结构钢的种类、性能与用途综合知识模块二热轧及正火钢的焊接综合知识模块三低碳调质钢的焊接综合知识模块四中碳调质钢的焊接综合知识模块五低温钢的焊接综合训练2综合知识模块一合金结构钢的种类、性能与用途用于机械零件和各种工程结构的钢统称为结构钢。最早使用的结构钢是碳素结构钢。合金结构钢是在碳素结构钢基础上添加一定量的合金元素达到所需性能要求的钢材。3知识点一合金结构钢的分类与用途合金结构钢有根据用途进行分类，也有根据化学成分、合金系统和组织状态来分的。用于焊接结构

2、的大多是低合金钢，综合考虑其性能和用途后，一般分为两大类：高强度钢和专用钢。高强度钢主要应用的是其力学性能，合金元素的加入是为了在获得高强度的同时保证有足够的塑性和韧性；专用钢主要应用的是其特殊性能，例如耐高温、耐低温和耐腐蚀等，合金元素的加入是为了获得通常所需的力学性能外，主要是满足结构的特殊性能需要。41．高强度钢简称高强钢，凡是屈服点σs≥295MPa、抗拉强度σb≥440MPa的钢，均称为高强钢。主要应用于常规条件下承受静载荷和动载荷的机械零件和工程结构，例如压力容器、动力设备、运输机械、桥梁和管道等。按钢的屈服点和热处理状态不

3、同，一般分为热轧及正火钢、低碳调质钢和中碳调质钢。把钢锭加热到1300℃左右，经热轧成板材，然后空冷即成为热轧钢；钢板轧制和冷却后，经900℃正火即成为正火钢；钢板经900℃加热后水淬，再经600℃回火处理即成为调质钢。5近年来这类钢又开发出具有很大发展前途的新钢种，如微合金化控轧钢、焊接无裂纹钢（CF钢）、抗层状撕裂钢（Z向钢）和焊接大热输入钢等，主要用在严寒地区输油管线、海上采油平台、大型压力容器、大型水轮机蜗壳和大跨度全焊接桥梁等工程中。国内外常见的合金结构钢的牌号见表3-1。6表3-1国内外常见的合金结构钢的牌号类型类别屈服点/

4、MPa常用钢牌号高强度钢热轧及正火钢295～490Q295(Cu)、09Mn2Si、Q345(Cu)、Q390、Q390(Cu)、Q420、18MnMoNb、14MnMoV、WH530、X60、D36低碳调质钢490～98014MnMoVN、14MnMoNbB、WCF60、WCF62、HQ70、HQ80、HQ100、T-1、HY80、HY110中碳调质钢880～117635CrMoA、35CrMoVA、30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA、40CrNiMoA、34CrNi3MoA专用钢珠光体耐热钢265

5、～64012CrMo、15CrMo、2.25Cr1Mo、12Cr1MoV、15Cr1Mo1V、12Cr5Mo、12Cr9Mo1、12Cr2MoWVB、12Cr3MoVSiTiB低温钢343～58509Mn2V、06AlCuNbN、2.5Ni、3.5Ni、5Ni、9Ni低合金耐蚀钢-12MnCuCr、09MnCuPTi、09CuPCrNi、12AlMoV、12AlMo、15Al3MoWTi7（1）热轧及正火钢屈服点为295～490MPa，在热轧或正火状态下使用，属于非热处理强化钢，包括微合金化控轧钢、焊接无裂纹钢和抗层状撕裂钢，尽管采用了

6、不同的冶炼和控轧技术，但从本质上讲它们都属于正火钢。这类钢广泛应用于常温下工作的各种焊接结构，如压力容器、动力设备、工程机械、桥梁、建筑结构和管线等。8（2）低碳调质钢屈服点为490～980MPa，在调质（淬火+高温回火）状态下供货使用，属于热处理强化钢。其特点是含碳量较低（碳的质量分数一般低于0.22%）、合金元素总量低于5%，既有高的强度，又有良好的塑性和韧性，可以直接在调质状态下进行焊接，焊后也不需进行调质处理。这类钢在焊接结构中也得到越来越广泛的应用，主要用于大型机械工程、压力容器及舰船等。9（3）中碳调质钢屈服点一般在880～

7、1176MPa或以上，钢中含碳量比低碳调质钢高（碳的质量分数为0.25%～0.5%），也属于热处理强化钢。其淬硬性比低碳调质钢高很多，具有很高的强度和硬度，但韧性较低，给焊接带来很大的困难，因此一般是在退火状态下焊接，焊后再进行整体热处理来达到所要求的强度和硬度。这类钢主要用于强度要求很高的产品或部件，如飞机起落架、火箭发动机壳体等。102．专用钢专用钢是指专门用于在特定条件下工作的机械零件和工程结构的钢。按用途不同分为珠光体耐热钢、低温钢和低合金耐蚀钢。（1）珠光体耐热钢具有较好的高温强度和高温抗氧化性，其最高工作温度为500～600

8、℃，可用于在这一温度下工作的动力设备和化工设备等。它是以Cr、Mo为基础的低中合金钢。随着使用温度的提高，钢中往往还加入W、V、Nb、B等合金元素。11（2）低温钢具有良好的低温韧性，其工作温度为-40～-