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1、碳钢碳锰钢耐候钢细晶粒结构钢低温韧性钢热强钢高合金钢铸钢铸铁正火热轧调质奥氏体铁素体马氏体双相铸钢铸铁特点及应用广泛应用于民用建筑、地下工程、桥梁工程、水利工程、车辆制造和机器制造。空气中含有特殊的化学物质，结构长期与水接触，永久性暴露于潮湿环境中，以及用于海水环境下。主要是用于受较高载荷的焊接构件，如桥梁、闸门、容器、水罐、吊车以及用于低温情况下。低温用钢主要用于制造生产、运输及储存液化气体的设备，在低温条件下工作的容器、管道和结构等。这些装备最重要的性能要求是抗低温脆性破坏,保证在使用温度下具有足够的低温韧性。热强钢用于常规热电站、核能动力装置、石油精制、加氢裂化设备、合成化工容器、宇航装
2、置以及其它高温加工设备。高温抗氧化不起皮钢（9001100 ）： 热交换器、烟囱、炉子 合金元素：C0.2%、Cr30%、Al1.5%、Si2.5%、Ni36%热强钢（600800 ）： 锅炉、汽轮机、核能容器，奥氏体组织 合金元素：C0.2%、 Cr20%、Ni1236%、V、N、Nb低温韧性钢（-196以下 ） 低温容器，奥氏体组织 合金元素：C 0.1%、 Ni16%、Mn6%、Cr20%、Mo、Ti、Nb铸铁具有成本低，铸造性、减震性、耐磨性与切削加工性能优良等很多优点，而且熔化设备简单，所以在机械制造业中获得非常广泛的应用。标准典型钢种EN 10025-2S235JR、S235J0、
3、S235J2、S275JR、S275J0、S275J2、S355JR、S355J0、S355J2、S355K2、S450J0EN 10025-5S355J0WEN10025-3S355 NS355 NLEN10025-4S355 MS355 MLEN10025-6S460QS460QLS460QL1含Ni的低温用钢，按EN10028-4X8Ni9碳钢系列（EN10028-2 P235GH, P265GH, P295GH； EN10028-3 P275NH, P355NH ）低合金钢系列（EN10028-2 10Mn6, 15Mo3，13CrMo44, 10CrMo910；EN10028-3 P
4、460NH）高合金系列（X8CrNiMoNb16 16， X8CrNiNb16 13，X8CrNiMoN1713）EN 10088标准不锈钢，不锈钢中Cr含量最低为10.5%，C含量最高为1.2%。在压力容器用钢标准中不锈钢是其中的第七部分，即EN10028-7。 奥氏体：X5CrNi18-9铁素体：X6Cr13马氏体：X5CrNi13-4双相：X2CrNiMoN22 5 3DIN1681GS-38，GS-45和GS-52球墨铸铁EN-GJS-350-22-LT脱碳退火的可锻铸铁（GTW）EN-GJMW-350-4非脱碳退火的可锻铸铁（GTS）EN-GJMB-300-6强化机理固溶强化：C、M
5、n含有一定数量的合金元素的钢材，如添加P、Cu、Cr、Ni、Mo、到钢材中在温度条件下通过在母材金属上形成自保护的氧化膜可以增强其抗大气腐蚀性。热处理强化：正火高温控扎细晶强化（加入合金元素如Nb、Ti、V）热处理强化：调质固溶强化和晶粒细化（加入Ni、Mn固溶强化；加入V、Al、Nb、Ti形成稳定的氮化物，达到细化晶粒。）增加钢材中的镍含量 提高钢材的纯净度（降低含量和严格限制、的含量）热处理方法（通过正火, 正火加回火或调质处理细化晶粒、均化组织）在热强钢中加入Mo、Mn、W、Cr等元素实现固溶强化。加入V、Ti、Nb等元素，形成（V4C3、TiC、NbC）高温时稳定且不易聚集长大的碳化物
6、相，实现弥散强化。严格限制杂质元素，选用优质钢和特殊优质钢实现净化晶界，同时还应加入B、Zr等微量元素减少晶界缺陷，提高晶界强度。固熔、细晶焊接性普通结构钢熔化焊时的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。这些影响都是由钢的化学成分所确定，尤其是由钢中的含碳量、含氮量、含硫量和含磷量所确定。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。如果使用无抗大气腐蚀的填充金属则应该确保焊缝本身是耐候的。在焊接之前，应该将已形成的表面层清除至接头边缘10mm到20mm的距离。焊接钢材级别S355J0WP和S355J2WP采用的磷含量很高时，应该采
7、用特殊的预防措施。随着产品厚度和强度等级的增加，可能产生冷裂纹。当碳含量0.35%的非合金钢和硼合金钢焊接时需要预热，预热温度150250，填充材料按ISO2560和ISO14341选择，焊后缓冷，在250时退火减小扩散氢的含量。对碳含量在0.5%时的非合金钢和合金钢在相对困难的条件下可用熔化焊，焊前预热温度大约250350，填充材料一般按EN 757和EN 758选择，或对热强钢按 EN1599和EN12070和EN12071，焊后要求缓冷，冷至100时才可进行热处理如减小扩散氢退火或回火。对高质量的接头须焊过渡层，然后回火，再进行焊接。冷裂倾向：正火细晶粒结构钢中含有较多合金元素，因而这类
8、钢的淬硬倾向有所增加，随着钢的碳当量和板厚的增加，其淬硬及冷裂倾向随着之增大，需要采取控制焊接线能量、降低含氢量、预热和及时后热等措施，以防止冷裂纹的产生。HAZ区脆化:在HAZ的粗晶区，高温停留时间长，V.、Nb和（C、N）形成的碳氮化合物的析出相溶解到相中，抑制奥氏体长大，细化组织的作用被大大削弱，粗晶区出现粗大晶粒及上贝氏体，M-A组元，再加上粗晶区对碳、氮固溶度的增加，导致韧性的降低和时效敏感性增大。采用小线能量焊接或在钢中加微量钛，有利于改善正火钢粗晶区韧性。少量珠光体钢对于不同的焊接方法，在不同的焊接条件下均可以无困难地进行焊接。其特殊的优点在于：这种钢在恶劣的焊接条件下也不要求予
9、热或焊后热处理。HAZ韧性下降：焊接时热输入过大，粗晶区将因晶粒严重长大或出现魏氏组织而降低韧性。热输入过小，由于粗晶区组织中马氏体比例增大而降低韧性，氢致延迟裂纹的倾向：焊接热机械轧制的细晶粒结构钢时，当冷却速度过快，由于粗晶区组织中马氏体比例增大而降低韧性，会增加氢致延迟裂纹的倾向，常用预热和选择合适的填充材料来预防冷裂纹：这类钢是在低碳的基础上加入提高渗透性的合金元素获得低碳马氏体和上贝氏体的混合组织，淬透倾向相当大，冷裂倾向比较大，焊接时，控制马氏体开始转变温度，较小的冷却速度，使得形成马氏体能自回火，则冷裂是可以避免的。再热裂纹：低碳调质钢中加入了Cr、Mo、Cu、V、Ti、Nb、B
10、等合金元素而增加淬透性，这些元素属于能引起再热裂纹的元素，其中V的影响最大，Mo次之。HAZ区的脆化：焊接时若线能量过大，高温停留时间长而引起奥氏体晶粒粗大，形成上贝氏体，M-A组元而引起HAZ区的脆化。HAZ区的软化：在HAZ区受热未完全奥氏体化的区域，即受热时最高温度低于Ac1，而高于钢调质处理时回火温度的那个区域有软化的倾向，线能量越小，软化程度越小。低温用钢具有良好的焊接性，焊接关键是保证焊缝和粗晶区的低温韧性。低温时，由于钢材随温度降低，材料变脆，对缺陷和应力集中的敏感性较大，易造成产品的低温脆性破坏；低温用Ni钢具有回火脆性倾向。冷裂纹倾向：热强钢按其合金含量具有不同程度的淬硬倾向
11、，它取决于碳和合金成分及含量。其主要合金元素Cr和Mo都显著提高钢的淬硬性，存在冷裂纹倾向 。 热裂纹倾向：热裂纹倾向不大，要选择合适的热输入量，收弧时注意填满弧坑，就不易产生热裂纹。 再热裂纹倾向：再热裂纹产生主要取决于钢的碳化物形成元素的特征及含量。易产生于热影响区的粗晶段，与焊接热规范及由此引起的焊接应力有关。1）对焊接热裂纹敏感，易产生弧坑裂纹、液化裂纹。因奥氏体不锈钢具有低的热导率、高电阻率、高线膨胀系数，焊接时容易产生拉应力。另外奥氏体焊缝产生方向性很强的柱状晶，促使有害杂质的偏析，易形成晶间液态薄膜。 2）易出现晶间腐蚀，可能在三个部位出现，即焊缝晶间腐蚀、过热区“刀蚀”、热影响
12、区晶间腐蚀是碳化铬（Cr23C6）在晶界析出造成的 (贫铬理论)，在敏化温度区450850长时间停留，会促使Cr23C6在晶界析出，降低耐蚀性。 3）析出脆性相，在奥氏体中存在铁素体时，焊缝在650850停留时间过长，有可能析出一种脆硬的金属间化合物，降低塑性、韧性和抗晶间腐蚀性能。主要是焊接接头的脆化问题（1、晶粒粗大 焊接热影响区在900以上温度加热时有晶粒长大的倾向，铬含量愈高，晶粒长大倾向越严重。2、475 脆性 Cr含量高于17的高铬钢在450525加热会产生475脆化。3、相的形成 Cr含量高于21的铁素体不锈钢，在600800长时间加热会形成硬而脆的金属间化合物相。4、高温脆性
13、加热到950 以上急冷至室温产生晶间腐蚀，经750850热处理，可恢复其塑性。）主要是易产生冷裂纹：含碳量较高的马氏体不锈钢，空冷条件下淬硬倾向很大。焊缝及焊接热影响区的组织通常为硬而脆的高碳马氏体，含碳量越高，硬脆倾向越大。接头拘束度较大或氢含量较高时，易产生冷裂纹。 主要是获得合理的相比例及防止脆化相的析出双相不锈钢有良好的焊接性，它既不象铁素体不锈钢因晶粒严重粗化而使接头脆化、塑韧性大幅降低，也不像奥氏体不锈钢对焊接热裂纹比较敏感。双相不锈钢焊接冷裂纹及热裂纹的敏感性都比较小，因此焊前不需要预热，焊后不需要热处理。为获得合理的相比例及防止脆化相的析出。GS-38，GS-45和GS-52都
14、具有良好的焊接适应性。而GS-38焊接时不必予热，GS-45和GS-52则要予热。GS-60只有采取特殊的措施时，才可焊接。焊接方法111、135、141、12填充材料ISO2560ISO636/14175ISO14341ISO14171/14174屈服强度的小于500Mpa：ISO2560ISO636/14175ISO14341ISO14171/14174屈服强度的大于500Mpa：ISO18275、EN12534 、ISO18276含镍低合金钢焊接时，所选焊接填充材料含镍量应与母材相同或高于母材，高镍钢如9%Ni钢最好采用Ni基、Fe-Ni基或Ni-Cr奥氏体不锈钢焊接材料。焊材：焊条电弧
15、焊EN1599 E CrMo2 B （E6015-B3,热407）。ISO 3581不锈钢和耐热钢焊条电弧焊用焊条例：ISO3581-A（EN1600） E 19 12 2 R 3 4ISO14343不锈钢和耐热钢电弧焊用焊丝、焊棒例：ISO14343-A（EN12072）G 20 10 3 ISO14343-A（EN12072）S 20 10 3 ISO14343-A（EN12072） W 20 10 3ISO17633不锈钢和耐热钢金属电弧焊带或不带气体保护用药芯焊丝例：ISO 17633-A（EN12073） T 19 12 3L R M 3ISO1071焊接过程控制预热及层间温度低合金低温钢碳含量较低，淬硬性和冷裂倾向小，常温下焊接可不预热，当厚度25mm时，预热100-150，层间温度应与预热温度相同。对于12Ni19、X8Ni9钢多层焊的层间温度控制应小于100，
