材料成型原理课后习题

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1、偏析主要是由于合金在凝固过程中溶质再分配和扩散不充分引起的。焊缝中的偏析主要有：显微偏析(microsegregation)区域偏析(zonesegregation)层状偏析(banding)偏析会影响焊缝的性能。2-5-2区域偏析焊缝结品时，随着柱状品前沿的推进长人，从而把低熔点杂质推向熔池中心，造成焊缝中心M集溶质，使焊缝结晶后在整个横截面上的成分分布明显不均匀的现象。加强熔池金属的混介对改善区域偏析。电磁搅拌GTAW焊时，采用H流正极性焊接，熔深较人，混介较好。2-5-3层状偏析结品过程周期性变化而使得化学成分

2、不均匀分布的现彖。产生原I人1：凝同时结晶潜热及熔滴过渡带来的附加热脉冲作川等，便热输入波动“结晶前沿温度变化一结晶速度R波动一层状偏析危警：层状偏析不仅造成焊缝力学性能不均匀性，还可沿层状线形成裂纹或气孔。2-5-4熔合区的化学不均匀性元素在固液界面浓度分布与该元素在固、液相中的扩散系数和分配系数有关。不均匀性程度与母材和填充金属成分及其差异大小有关。异种钢焊接时尤为突出。2-6-2影响焊缝组织的因素1)冷却时间的影响中等冷速下可形成AF2)合金元素的影响使CCT图右移3)晶粒尺寸的影响尺寸越大，铁素体形核的晶粒边

3、界越少，CCT图向右移。4)焊缝氧含量的影响[0]增加，夹杂物数目增多，小的第二相质点钉扎晶粒边界，阻碍晶粒生长;细小的氧化物夹杂可促使形成AFo焊接工艺条件对化学冶金反应的影响★熔合比(chiution)的影响焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比。Ab-熔化母材的而积Ad-熔敷金属的而积焊接工艺条件对化学冶金反应的影响假设焊接时合金元素没有任何损失，则焊缝中某合金元素的浓度co与熔合比的关系为:C0=&Cb+(l-&)Ce—(1)若考虑焊条中的合金元素有损失，而母材中的合金元素无损失，则焊缝金属中合金元素的

4、实际浓度Cw为:Cw=&Cb+(l-&)Cd—(2)如果已知Cd,Cb,就可以求出焊缝的化学成分。结论：改变熔合比，就可以改变焊缝金屈的化学成分。式中符号含义：Cb—该元索在母材中的质量仃分浓度(％)Ce—该元索金焊条屮的质暈百分浓度(%)Cd—熔敷金属(焊接得到的没冇母材成分的金属)屮该元索的实你质呈百分比(%)熔合比概念的应用堆焊时，&尽可能小，以减少BM成分对堆焊层的影响。当母材杂质较多时，&应小些好，可减少焊缝金属中杂质。异种钢焊接时，要根据熔合比来选择焊接材料。熔滴过渡特性对化学冶金反应的影响it-熔滴存在

5、时间4-反应进行程度J->Si%」ILL二滴一任一在肘一回」「二反应进彳工程懐丄二上瑰一t焊条药皮类型药皮类型主要成分典型型号，牌号备注氧化钛型（或饮型）TiO2E4313(1421)氧化钛鈣型（钛鈣TiO2,碳酸钙E4303(J422)钛铁矿型钛铁矿E4301仃423)氧化铁型铁矿石E4320(J424)纤维素型有机物E501KJ505)低氢型大理石，萤石E5015(J507)石墨型石墨EZNi亿308)铸铁焊条盐基型氟盐，氯盐用于铝合金焊条氢对金属的作用根据氢与金属作用的特点，可分为两大类：与氢形成稳定的氢化物，

6、如Zr、Ti、V、Nb等。不与氢发生化合反应，但可以溶解氢，如Fe、Cu、Ni等。溶入焊缝金属中的氢,可分为两部分:扩散氢（diffusiblehydrogen）氢以原子或质子形式存在的并可在金属晶格中自由扩散。以H、H+、H-形式存在。残余&（residualhydrogen）氮原子扩散聚集到金属的晶格缺陷，显微裂纹和非金属夹杂物的边缘空隙中，结合成分子不能自由扩散。以氢分子的形式存在。焊缝总含氢量"扩散氢+残余氢溶解过程并不决定焊缝中最终的含氢量，还与氢的扩散有关。氢对焊接质量的影响使材料脆化氢脆:氢在室温附近使

7、钢的塑性严重下降的现象。氢白点（fisheye）:氢含量较高的碳钢和低合金钢拉伸或弯曲断面上出现的银白色圆形脆断点。形成氢气孔产生冷裂纹氢是产生冷裂纹的主要原因之一。氢脆和氢白点的形成机理氢脆形成机理（空穴氢压脆化学说）：山于钢中可能存在各种缺陷，氢在这些缺陷中聚合成分子状态，而使空腔内产生很高的附加压力，导金属变脆。氢白点形成机理焊缝屮气孔与夹杂物诱捕了•定数斌的氢，在延性变形过程屮，使气孔或夹杂物周围组织产心局部氢脆。接头经公（消）氢处理后，塑性可恢复控制氢的措施限制氢的来源限制焊接材料中的含氢量（焊前烘干）清除

8、焊丝和焊件表面上的杂质冶金处理（去氢反应）通过调整焊接材料的成分，使氢在焊接过程中，生成比较稳定的、不溶于液态金属的氢化物,如HF,0H等。焊后脱氢处理焊后把焊件加热到一定的温度，促使氢扩散外逸的工艺。对于奥氏体钢焊接接头进行脱氢处理效果不大。氮、氧、氢对焊缝性能的影响氮氧氢钢强度上升，韧性下降韧性下降，但如果促使形成针状铁素体，韧性提高。形成