壓力容器與化工設(shè)備常用材料

1、第一講壓力容器與化工設(shè)備常用材料主要內(nèi)容1、金屬學及熱處理知識2、焊接工藝根底知識第一節(jié) 焊接與切割簡介 在金屬結(jié)構(gòu)及其它機械產(chǎn)品的制造中常需將兩個或兩個以上的零件按一定的形式和尺寸聯(lián)接在一起，這種聯(lián)接通常分兩大類，一類是可拆卸的聯(lián)接，就是不必損壞被聯(lián)接件本身就可以將它們分開、如螺栓聯(lián)接等。另一類聯(lián)接是永久性聯(lián)接，即必須在毀壞零件后才能拆卸，如焊接。 什么是焊接？ 焊接就是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且使用或不用填充材料，使工件到達結(jié)合的方法。為了獲得牢固的結(jié)合，在焊接過程中必須使被焊件彼此接近到原子間的力能夠相互作用的程度。為此，在焊接過程中，必須對需要結(jié)合的地方通過加熱使之熔化，或者通過

2、加壓(或者先加熱到塑性狀態(tài)后再加壓)，使之造成原子或分子間的結(jié)合與擴散，從而到達不可拆卸的聯(lián)接。焊接方法的分類 按照焊接過程中金屬所處的狀態(tài)及工藝的特點，可以將焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類。1、熔化焊 熔化焊是利用局部加熱的方法將聯(lián)接處的金屬加熱至熔化狀態(tài)而完成的焊接方法。在加熱的條件下，增強了金屬原子的功能，促進原子間的相互擴散，當被焊接金屬加熱至熔化狀態(tài)形成液態(tài)熔池時，原子之間可以充分擴散和緊密接觸，因此冷卻凝固后，即可形成牢固的焊接接頭。常見的氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護焊、等離子弧焊等均屬于熔化焊的范疇。2、壓力焊 壓力焊是利用焊接時施加一定壓力而完成焊接的方法。這類焊接有

3、兩種形式，一是將被焊金屬接觸局部加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，燃后施加一定壓力，以使金屬原子間相互結(jié)合形成牢固的焊接接頭，如鍛焊、接觸焊；摩擦焊和氣壓焊等就是這種類型的壓力焊方法。二是不進行加熱，僅在被焊金屬接觸面上施加足夠大的壓力，借助于壓力所引起的塑性變形，以使原子間相互接近而獲得牢固的壓擠接頭，這種壓力焊的方法有冷壓焊、爆炸焊等。3、釬焊 釬焊是把比被焊金屬熔點低的釬料金屬加熱熔化至液態(tài)，然后使其滲透到被焊金屬接縫的間隙中而到達結(jié)合的方法。焊接時被焊金屬處于固體狀態(tài)，工件只適當?shù)剡M行加熱，沒有受到壓力的作用，僅依靠液態(tài)金屬與固態(tài)金屬之間的原子擴散而形成牢固的焊接接頭。釬焊是一種古老的金屬

4、永久聯(lián)接的工藝，但由于釬焊的金屬結(jié)合機理與熔焊和壓焊是不同的，并且具有一些特殊的性能，所以在現(xiàn)代焊接技術(shù)中仍占有一定的地位，常見的釬焊方法有烙鐵釬焊、火焰釬焊、感應(yīng)釬焊等多種方法。第二節(jié) 金屬材料簡介純金屬的構(gòu)造合金的晶體構(gòu)造及鉄碳平衡相圖鋼的熱處理第三節(jié) 鋼材和有色金屬的分類、編號及性能鋼材的分類鋼材的編號鋼材的性能及焊接特點鑄鐵的分類及焊補特點有色金屬及合金的分類及焊接特點一、純金屬的結(jié)構(gòu)1、晶體與非晶體晶體：晶體的原子按一定幾何形狀作有規(guī)律的重復(fù)排列。非晶體:非晶體的原子是無規(guī)律地堆積在一起的。一純金屬的晶格結(jié)構(gòu)2、晶格與晶胞晶格：抽象的用于描述原子在晶體中規(guī)律排列方式的空間幾何圖形，稱

5、為晶格。晶胞：晶格是由最根本的幾何單元重復(fù)堆砌而成的，這種最根本的幾何單元稱為晶胞。1體心立方晶格 從晶格中取出一個單位立方體，立方體中心有一個原子，八個頂角各排列著一個原子，但每個頂角上的原子是8個單位立方體所共有。2面心立方晶格 從晶格中取出一個單位立方體，立方體的八個頂角和六個面的中心各排列著一個原子，但每個頂角上的原子是8個單位立方體所共有，每個面上的原子是2個單位立方體所共有。3密排六方晶格 從晶格中取出一個單位六方柱體，六方柱體的各個頂角上和上下底面中心各排列著一個原子，但每個頂角上的原子是6個棱柱體所共有，上下底面上的原子是2個棱柱體所共有；在頂面和底面之間還有三個原子。二液體金

6、屬的結(jié)晶過程結(jié)晶: 金屬由液態(tài)凝固為固體的過程，叫做結(jié)晶。晶核：當液態(tài)金屬冷卻到熔點以后，金屬內(nèi)部就有一些原子難熔的質(zhì)點開始穩(wěn)定下來，成為結(jié)晶的核心，簡稱晶核。晶粒：由于每個小晶體外形不規(guī)那么，且呈顆粒狀，故稱“晶粒。冷卻晶核長大晶粒凝固焊接熔池熔化金屬的結(jié)晶特征1、晶核的形成 熔池液態(tài)金屬中常有難熔金屬質(zhì)點，作初始的晶核，然后長大為晶粒。熔合線上局部熔化的母材晶粒稱半熔化晶粒成為熔池金屬的結(jié)晶核心，形成焊縫金屬與母材金屬生長在一起的“聯(lián)生結(jié)晶。2、晶粒長大 晶粒長大的方向是由邊緣指向熔池中心溫度最高點，由于熔池體積小，散熱快，結(jié)晶速度很快。結(jié)晶從母材金屬的半熔化晶粒上開始，柱狀晶較興旺，而且

7、柱狀晶的成長方向根本上與熔池界面相垂直，只有在熔池中心處或火口處，才有可能出現(xiàn)等軸晶。3、晶粒邊界 晶粒與晶粒的交界面叫做晶粒邊界，簡稱邊界。 熔池在結(jié)晶過程中凝固較快，焊件母材中有許多元素和少量夾雜物，熔池結(jié)晶時，高熔點的成分先析出，最后易熔夾雜物被留在柱狀晶粒之間。二、合金的晶體構(gòu)造及鐵碳平衡相圖一合金的晶體構(gòu)造合金：是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素組成的，具有金屬特性的新物質(zhì)。組元：組成合金最根本的獨立物質(zhì)稱為組元。相：金屬組織中化學成分、晶體結(jié)構(gòu)和物理性能相同的組分稱為相。1、固溶體 是指合金在固態(tài)下，組元之間能互相熔解而形成的均勻相。在各組元中，與固溶體晶格類型相同的

8、組元稱為溶劑，其他組元為溶質(zhì)。 一種物質(zhì)均勻地熔解在另一種固體物質(zhì)之中，所形成的熔合體叫做固溶體。1置換固溶體 溶質(zhì)原子占據(jù)了局部溶劑晶格結(jié)點位置而形成的固溶體稱為置換固溶體。 某一元素晶格上的原子，局部地被另一元素的原子所取代的固溶體，叫置換固溶體。置換固溶體溶劑原子溶質(zhì)原子間隙固溶體2間隙固溶體 溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格的間隙而形成的固溶體稱為間隙固溶體。 如果某一元素晶格上的原子沒有減少，而另一元素的原子擠入其原子的間隙中形成的固溶體，叫間隙固溶體。溶劑原子溶質(zhì)原子2、金屬化合物 是指合金組元之間發(fā)生相互作用而形成的具有金屬特性的一種新相，一般可用分子式表示。如鐵碳合金中的滲碳體Fe3C)。

9、 合金中的兩種元素，按一定的原子數(shù)量之比相化合，而形成一種新的化合物。3、共析體 是由兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)混合而成的，在顯微鏡下呈非均勻組織結(jié)構(gòu)。例如，常溫下鐵素體和滲碳體，是互相不溶解的兩種晶體結(jié)構(gòu)，它們在鋼中形成一種共析體或稱機械混合物，稱為珠光體。二金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變： 金屬在固態(tài)下的結(jié)晶構(gòu)造的現(xiàn)象隨溫度的變化而轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，叫同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。 Fe912C Fe1394C Fe體心立方晶格面心立方晶格體心立方晶格900700110013001500- Fe- Fe- Fe15381394912500溫度t/時間三鐵碳平衡狀態(tài)圖 1、鐵碳合金相圖： 是指在極緩慢加熱或冷卻條件

10、下，不同成分的鐵碳合金，在不同溫度下具有的狀態(tài)或組織的圖形。 2、鐵碳合金相圖的作用：、是研究和選用合金的工具；、對于金屬的加工和熱處理具有指導意義。1600140012001000 800 600 400 200 1000 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.5 2.0 3.0 4.0 4.5 5.0 6.00 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100Wc/%WFe3C/%LL+AACEDFKSQPGAF+AF+PP+Fe3CA+Fe3C7271148A+Fe3C+LdFe3C+LdP+Fe3C+LdFe3C+Ld簡化的Fe-Fe3C相圖溫度t/L+Fe

11、3CFA3AcmA1Fe3CPLdLd 組織名稱 組 織 的 意 義鐵素體（F或）碳溶解在- Fe中形成的固溶體。 滲碳體（Fe3C）鐵與碳形成的化合物。珠光體（P）鐵素體與滲碳體的混合物奧氏體（A或）碳溶解在- Fe中形成的固溶體。萊氏體（Ld）奧氏體與滲碳體的混合物3、鋼中常見組織特性點符號溫度()含碳量(%)含 義A15380純鐵的熔點C11484.3共晶點, Lc Ld(AE+Fe3C)D12276.69滲碳體熔點E11482.11碳在鐵中的最大溶解度G9120純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變點-Fe -FeP7270.0218碳在鐵中的最大溶解度S7270.77共析點, As P(Fp+Fe3C)

12、Q6000.006碳在鐵中的溶解度4、簡化的Fe-Fe3C相圖特性點91211487275、簡化的Fe-Fe3C相圖特性線 特性線 名稱 含 義 ACD線 液相線任何成分的鐵碳合金在此線以上處于液態(tài)（L），液態(tài)合金緩冷至AC線時，開始結(jié)晶出奧氏體(A)；緩冷至CD線時，液態(tài)中開始結(jié)晶出滲碳體，稱此滲碳體為一次滲碳體（Fe3C) AECF線 固相線任何成分的鐵碳合金緩冷至此溫度線時全部結(jié)晶為固相，加熱到此溫度線，合金開始熔化ECF水平線共晶線 共析線wc2.11%的鐵碳合金，緩冷至該線（1148）時，均發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，生成萊氏體（Ld)PSK水平線共析線（A1）wc0.0218%的鐵碳合金，緩冷至

13、該線（727）時，均發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，生成珠光體（P)特性線 名稱 含 義 ES線Acm線碳在鐵中的的溶解度曲線。在1148時，wc=2.11%（E點），隨著溫度降低，溶碳量減少，727時，wc=0.77%（S點）。它也是wc0.77%的鐵碳合金，由高溫緩冷時，從奧氏體中析出滲碳體的開始溫度線，此滲碳體稱為二次滲碳體（ Fe3C）。另外，它還是緩慢加熱時，二次滲碳體溶入奧氏體的終了溫度線。 PQ線碳在鐵中的溶解度曲線。在727時wc=0.0218%（P點）,隨著溫度降低，溶碳量減少，至600時wc=0.006%（Q點）。因此，由727緩冷時，鐵素體中多余的碳將以滲碳體形式析出，此滲碳體稱為三次滲碳

14、體（ Fe3C）。 GS線A3線wc0.77%的鐵碳合金，緩冷時，由奧氏體中析出鐵素體的開始線；也是緩慢加熱時，鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了線。四典型鐵碳合金及組織1、鐵碳合金的分類1工業(yè)純鐵Wc0.0218%，顯微組織為鐵素體。2鋼 0.0218% Wc2.11%，分以下三種：共析鋼， Wc=0. 77%，組織為珠光體；亞共析鋼， 0.0218% Wc 0.77%，組織為珠光體+鐵素體；過共析鋼， 0. 77% Wc2.11%，組織為珠光體+二次滲碳體。3白口鑄鐵 2.11% Wc 6.69%，分以下三種：共晶白口鑄鐵 ， Wc =4.3%，組織為變態(tài)低溫萊氏體Ld;亞共晶白口鑄鐵 ，2.11%

15、 Wc 4.3%，組織為珠光體+二次滲碳體+變態(tài)萊氏體； 過共晶白口鑄鐵 ， 4. 3% Wc 6.69%，組織為變態(tài)萊氏體+一次滲碳體。2、含碳量對鐵碳合金平衡組織的影響 任何成分的鐵碳合金室溫時均是由鐵素體和滲碳體兩相組成。隨著含碳量增加，鐵素體的相對量減少，滲碳體的相對量增多，同時滲碳體的形狀和分布也有所不同，因而形成不同的組織。室溫時，隨著含碳量的增加，鐵碳合金組織變化如下：F+PPP+FeCP+FeC+ LdLd+FeCLd3、含碳量對鐵碳合金力學性能的影響 當Wc 0.9%時，由于沿晶界形成的二次滲碳體網(wǎng)趨于完整，故強度開始明顯下降，但硬度仍在增高，塑性和韌性繼續(xù)降低。為保證工業(yè)用

16、的碳鋼具有足夠的強度、一定的塑性和韌性，一般鋼的Wc 1.3%1.4%。0100200300400500600700800900HBS25020015010050b/MPa/% 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2Wc/%Ak/J01015202530403512080400含碳量對鋼的力學性能的影響三、鋼的熱處理 熱處理原理主要是研究鋼在加熱和冷卻時內(nèi)部組織發(fā)生轉(zhuǎn)變的根本規(guī)律。根據(jù)這些規(guī)律確定加熱溫度、保溫時間等參數(shù)和冷卻介質(zhì)，這就是熱處理工藝。一、鋼的固態(tài)相變1、加熱時的轉(zhuǎn)變 從鉄碳平衡狀態(tài)圖可以看出，亞共析鋼當加熱溫度超過A3線時，珠光體中的鐵素體與滲碳體首先形成奧氏體，但晶粒

17、很細小，所形成的奧氏體晶粒，把珠光體外的鐵素體吸收。2、冷卻時的轉(zhuǎn)變 當溫度降至A3線以下，亞共析鋼將沿著奧氏體晶粒邊界首先析出鐵素體，這時奧氏體中的含碳量就增高了。當奧氏體中的含碳量高至0.77%時，滲碳體和鐵素體就會產(chǎn)生各自間的小片狀晶粒，成為珠光體。而鐵素體和珠光體顆粒，卻與原來奧氏體晶粒相差不多。二、鋼的熱處理熱處理：通過對鋼在固態(tài)下的加熱、保溫、冷卻、來改變鋼的 內(nèi)部組織從而改變性能的工藝方法。保 溫加 熱冷 卻溫 度 （）時間熱處理工藝曲線熱處理普通熱處理外表熱處理退火正火淬火回火外表淬火感應(yīng)及火焰加熱等化學熱處理滲碳、氮化、碳氮共滲等1、退火 將鋼加熱到A1或A3線以上3050，

18、并保溫一段時間，然后緩慢均勻地冷卻到室溫，或冷卻到A1線以下的某一溫度，并停留一段時間后，再在空氣中冷卻，這一過程叫退火。退火完全退火等溫退火球化退火去應(yīng)力退火1、完全退火和不完全退火完全退火適用場合：各種中碳鋼、中碳合金鋼的鑄、鍛件及熱軋型材，有時也用于焊接結(jié)構(gòu)，常作為一些不重要零件的最終熱處理，或作為某些重要件的預(yù)備熱處理。目的：在于細化組織，降低硬度，改善切削加工性，消除內(nèi)應(yīng)力。不完全退火適用場合：應(yīng)用于晶粒并未粗化的中、高碳鋼和低合金鋼的鍛軋件等。目的：是降低硬度，改善切削加工性，消除內(nèi)應(yīng)力。它的優(yōu)點是加熱溫度低，消耗熱能少，降低工藝本錢。2、等溫退火適用場合：應(yīng)用于中碳合金鋼、經(jīng)滲碳

19、處理的低碳合金鋼和某些高合金鋼的大型鑄鍛件及沖壓件等。目的：與完全退火相同，且能得到更為均勻的組織和硬度，有效縮短退火時間。 對某些奧氏體比較穩(wěn)定的合金鋼，完全退火往往需要數(shù)十小時，甚至幾天時間，所以生產(chǎn)中常用等溫退火來代替完全退火。3、球化退火適用場合：應(yīng)用于共析鋼及過共析鋼的鍛軋件，以及結(jié)構(gòu)鋼的冷擠壓件等。目的：在于降低硬度、改善切削加工性、改善組織、提高塑性等。生產(chǎn)中常常用于制造刀具、量具、模具等用的過共析碳鋼及合金工具鋼。4、去應(yīng)力退火 去應(yīng)力退火時組織不發(fā)生變化，剩余應(yīng)力主要是在500650保溫后的緩冷過程中消除。目的：是為了去除由于形變加工、機械加工、鑄造、鍛造、熱處理、焊接等所產(chǎn)

20、生的剩余應(yīng)力。2、正火 把鋼加熱到A1或Acm線以上4060，保溫一段時間，然后在空氣中冷卻，這一過程叫正火。 正火和退火的不同之處，在于前者的冷卻速度較快，過冷度較大，由于正火和退火后鋼的組織上不同，所以它們的性能也不相同。狀態(tài)b(MPa)5(%)k(J.cm-2)HES退火正火650700700800152015204060506018022045鋼退火和正火狀態(tài)的力學性能 正火與退火相比，不但力學性能高，而且操作簡便，生產(chǎn)周期短，能量消耗少。故在可能條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用正火處理。正火主要用于： 改善低碳鋼和低碳合金鋼的切削加工性 作為普通結(jié)構(gòu)零件或一些大型及形狀復(fù)雜零件的最終熱處理 作

21、為中碳和低合金結(jié)構(gòu)鋼重要零件的預(yù)備熱處理 消除鑄鋼件的魏氏組織 消除過共析鋼中的網(wǎng)狀二次滲碳體3、淬火 對于亞共析鋼淬火時加熱溫度應(yīng)高于A3線以上3050，并要在此溫度下保溫一段時間，使鋼的組織全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，然后在油中火水中急冷，這一過程叫淬火。目的：鋼的淬火多半是為了獲得馬氏體，提高它的硬度和強度。適用場合：各種工模具、滾動軸承的淬火，是為了獲得馬氏體以提高其硬度和耐磨性；飛機零件的淬火，通常是提高鋼的強度。 在焊接含碳量較高的鋼時，熱影響區(qū)易出現(xiàn)這種組織，促使產(chǎn)生冷裂紋。而對低碳鋼，那么不易淬火成為馬氏體，因此焊接也不易產(chǎn)生冷裂紋。 在焊接有淬火傾向的鋼時，常采用預(yù)熱的焊后保溫緩冷等措

22、施，其目的就是為防止產(chǎn)生這種既硬又脆的馬氏體組織。4、回火 淬火后的鋼常采用回火來恢復(fù)一些塑性和韌性。其加熱溫度低于A1線。低溫回火150250：回火后得到回火馬氏體組織。目的：是保持高硬度和高耐磨性，降低淬火的內(nèi)應(yīng)力和脆性。適用場合：各種高碳鋼的切削工具、冷沖模具、滾動軸承滲碳零件等，回火后硬度可達HRC5864。中溫回火350450：回火后獲得回火屈氏體組織。目的：是獲得高屈服強度、彈性極限和較高的韌性。適用場合：各種高彈簧和模具的處理，回火后硬度一般為HRC3550。高溫回火450650：回火后獲得回火索氏體組織。通常將淬火+高溫回火稱為調(diào)質(zhì)處理。目的：調(diào)質(zhì)處理的目的是獲得強度、硬度、塑

23、性和韌性都較好的綜合力學性能。適用場合：廣泛用于飛機、汽車、拖拉機、機床等重要的結(jié)構(gòu)零件，如連桿、螺栓、齒輪和各種軸等，回火后硬度一般為200 330HBS。因此重要的結(jié)構(gòu)零件，均進行調(diào)質(zhì)而不用正火?；鼗鸬闹匾饬x：1回火后的組織是零件使用時的組織，決定了零件的使用性能。2通過回火可以調(diào)整強度，使其和韌性良好配合，而且消除應(yīng)力，防止開裂。回火的保溫時間1h4h在空氣或油中冷卻。第二節(jié) 鋼材和有色金屬的分類、編號及性能鋼材的分類鋼材的編號鋼材的性能及焊接特點鑄鐵的分類及焊補特點有色金屬及合金的分類及焊接特點一、鋼材的分類鋼和鐵的分界：含碳量在2.11%以下的鉄碳合金稱為鋼。含碳量在2.11%6.

24、67%的鉄碳合金稱為鑄鐵。鋼中含有的元素：常存元素：錳、硅是煉鋼時作為脫氧劑而參加的。雜質(zhì)元素：硫、磷是由煉鋼原料帶入的，稱為雜質(zhì)元素。一按化學成分分類碳素鋼低碳鋼：含碳量小于0.25%；中碳鋼：含碳量為0.25%0.60%；高碳鋼：含碳量大于0.60%。合金鋼普通低合金鋼：合金元素總含量小于5%；中合金鋼：合金元素總含量為5%10%；高合金鋼：合金元素總含量大于10%。二按用途分類結(jié)構(gòu)鋼：工具鋼：特殊用途鋼：如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、磁鋼。三按品質(zhì)分類含硫量不超過0.045%0.050%含磷量不超過0.045% 普通鋼優(yōu)質(zhì)鋼含硫量不超過0.030%0.035%含磷量不超過0.035% 含硫量

25、不超過0.020%0.030%含磷量不超過0.025% 0.030% 高級優(yōu)質(zhì)鋼普通碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼普低鋼合金結(jié)構(gòu)鋼彈簧鋼軸承鋼合金工具鋼高速鋼不銹鋼、耐熱鋼等碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼碳素鋼工具鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊用途鋼鋼二、鋼材的編號 我國的鋼材編號方法是采用國際化學符號和漢語拼音字母并用的原那么。即鋼號中的化學元素采用國際化學元素符號表示，如Si、Mn、Cr、W、Mo等，其中只有稀土元素由于含量不多，但種類不少，不易全部一一標注出來，因此用“Re表示其總含量。鋼材的名稱、用途、冶煉和澆注方法等，那么用漢語拼音字母表示。一碳素鋼的編號1、碳素結(jié)構(gòu)鋼 一般結(jié)構(gòu)鋼和工程用熱軋鋼板

26、、型鋼均屬此類。按照GB700-88規(guī)定，鋼的牌號由代表屈服強度的字母、屈服強度值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法等四局部按順序組成，如Q235-AF, Q235-B等。A、B、C、D:分別為質(zhì)量等級；F:沸騰鋼；b:半鎮(zhèn)靜鋼；Z鎮(zhèn)靜鋼；g:鍋爐用鋼;R:容器用鋼;H:焊接用鋼;Q235-AF沸騰鋼質(zhì)量等級為A級鋼的屈服強度為235MPa屈服點的字母2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 鋼號用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾，如45號鋼表示鋼中平均含碳量為0.45%，08鋼表示平均含碳量為0.08%。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在供給時既保證化學成分又保證機械性能，而且鋼中含的有害元素及非金屬夾雜物比普通碳素鋼的少。

27、 含錳量較高的鋼，須將錳元素標出，如平均碳含量為0.50%，錳含量為0.7%11.0%鋼，其鋼號為“50錳或“50Mn。沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼以及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)在鋼號后特別標注，如“20g即為平均含碳量為0.20%的鍋爐用鋼?！?0R即為平均碳含量為0.20%的壓力容器用鋼。二合金結(jié)構(gòu)鋼的編號 合金結(jié)構(gòu)鋼的鋼號由三局部組成：數(shù)字+化學元素符號+數(shù)字。16Mn1.5%時，不標注，1.5%時，標注2，2.5%時，標注3，合金元素的平均含量合金元素以漢字或化學符號表示平均含碳量的萬分之幾 鋼中的一些特殊合金元素如V,Al,Ti,B,Re等，雖然它們的含量很低，但由于在鋼中起到很重要的作用，所

28、以也標注在鋼號中。如20MnVB鋼的大致成分為C為0.20%，Mn 1.5%，同時含有少量的釩和硼。三不銹鋼與耐熱鋼的編號 化學元素符號前面的數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾。1Cr18Ni9合金元素的百分含量18%，9%平均含碳量的千分之幾0.1%00Cr19Ni10含碳量小于0.03%0Cr19Ni9含碳量小于0.08%三、鋼材的性能及焊接特點一低碳鋼的焊接特點1、淬火傾向小，焊縫和近縫區(qū)不易產(chǎn)生冷裂紋?？芍圃旄黝惔笮蜆?gòu)架及受壓容器。2、焊前一般不需預(yù)熱，但對大厚度結(jié)構(gòu)或在寒冷地區(qū)焊接時，需將焊件預(yù)熱至100150。3、鎮(zhèn)靜鋼雜質(zhì)少，偏析很小，不易形成低熔點共晶，所以對熱裂紋不敏感；沸騰鋼中硫

29、、磷等雜質(zhì)較多，產(chǎn)生熱裂紋的可能性要大些。 熱裂紋： 是在熔池結(jié)晶后期發(fā)生的，因此又叫結(jié)晶裂紋。在顯微鏡下觀察這種裂紋具有晶間破壞性質(zhì)，其斷口那么有氧化現(xiàn)象，呈現(xiàn)藍色并失去金屬光澤。熱裂紋末端帶有圓角并沿晶界分布，說明這種裂紋和結(jié)晶過程、晶界狀態(tài)有關(guān)。有的宏觀裂紋里還充滿了熔渣，說明宏觀裂紋形成時對溫度很高。4、如工藝選擇不當，可能出現(xiàn)熱影響區(qū)晶粒長大現(xiàn)象，而且溫度越高，熱影響區(qū)在高溫停留時間越長，那么晶粒長大越嚴重。5、對焊接電源沒有特殊要求，可采用交、直流弧焊機進行全位置焊接，工藝簡單。二中碳鋼的焊接特點1、熱影響區(qū)容易產(chǎn)生淬硬組織。含碳量越高，板厚越大，這種傾向也越大。如果焊接材料和工藝

30、標準選用不當，容易產(chǎn)生冷裂紋。2、由于根本金屬含碳量較高，所以焊縫的含碳量也較高，容易產(chǎn)生熱裂紋。3、由于含碳量的增高，所以對氣孔的敏感性增加。因此對焊接材料的脫氧性，根本金屬的除油除銹，焊接材料的烘干等，要求更加嚴格。 冷裂紋： 是在200300馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下產(chǎn)生的。主要發(fā)生在低合金鋼、中合金高強鋼。中碳鋼的熱影響區(qū)部位。冷裂紋的斷裂，有時沿晶界擴展，有時穿晶延伸。冷裂紋可以在焊后立即產(chǎn)生，有時要經(jīng)過一段時間才出現(xiàn)。冷裂紋危害性也很大。三高碳鋼的焊接特點1、導熱性差，焊接區(qū)和未加熱局部之間產(chǎn)生顯著的溫差，當熔池急劇冷卻時，在焊縫中引起的內(nèi)應(yīng)力，很容易形成裂紋。2、對淬火更加敏感，近縫區(qū)極易形成馬氏體組織。由于組織應(yīng)力的作用，使近縫區(qū)產(chǎn)生冷裂紋。3、由于焊接高溫的影響，晶粒長大快，碳化物容易在晶界上積聚、長大，使焊縫脆弱，焊接接頭強度降低。4、高碳鋼焊接時比中碳鋼更