金属材料焊接工艺电子教案3合金结构钢

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1、绪论第一单元金属材料焊接基础知识第二单元碳钢的焊接工艺制定第三单元合金钢结构钢的焊接工艺制定第四单元不锈钢的焊接工艺制定第五单元铸铁的焊接工艺制定第六单元常用有色金属的焊接工艺制定第三单元合金钢结构钢焊接工艺的制定第一模块合金结构钢的种类、性能与用途第二模块热轧及正火钢的焊接第三模块低碳调质钢的焊接第四模块中碳调质钢的焊接第五模块低温钢的焊接综合训练项目作业3第一模块合金结构钢的种类、性能用途用于机械零件和各种工程结构的钢统称为结构钢。碳素结构钢是最早使用的结构钢。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

2、求的钢材。一、合金结构钢的分类与用途用于焊接结构的大多是低合金钢（合金总量3%以下），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。1．高强度钢高强钢：凡是屈服点σs≥295MPa、抗拉强度σb≥390MPa的钢，均称为高强钢。（发达国家该钢种年产量占10%）1吨高强钢相当于1.2~2吨碳钢使用

3、。应用：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同，一般分为热轧及正火钢、低碳调质钢和中碳调质钢。热轧钢：把钢锭加热到1300℃左右，经热轧成板材，然后空冷即成；正火钢：钢板轧制和冷却后，经900℃正火；调质钢：钢板经900℃加热后水淬，再经600℃回火处理即成。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

4、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。表3-1国内外常见的合金结构钢的牌号类型类别屈服点/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、35CrMoV

5、A、30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA、40CrNiMoA、34CrNi3MoA专用钢珠光体耐热钢265～64012CrMo、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、15Al3MoWTi（1

6、）热轧及正火钢Q295、Q345、Q390、Q420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。例如：1957年建成通车的武汉长江大桥采用碳素钢，是在苏联专家援助下建成的。1968年建成通车的南京长江大桥，是我国自行设计制造的公路、铁路两用桥，主体钢梁采用鞍钢生产的16Mn（Q345），当年被称

7、为“争气钢”；1993年通车九江长江大桥采用鞍钢生产15MnVTi钢；2000年通车芜湖长江大桥采用武钢生产14MnNb钢。（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，主要用于受力复杂的重要零部件，如大型机械工程、压力容器及舰船等。（3）中碳调质钢40Gr、40Gr

8、Ni屈服点一般在880～1176MPa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