国际焊接工程师材料复习..ppt

国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 国际焊接工程师培训课程 Training Course for International Welding Engineer IIW Authorised Training Body 焊接材料复习提纲 IIW Authorised Training Body • 材料及材料焊接行为在基础课程和 主课程中都涉及到，此部分需要掌 握金属材料的基本知识和焊接冶金 基本知识，更需要掌握常用的金属 材料性能及其焊接性 • 基本知识内容包括：铁碳相图及相 关知识、焊接裂纹及焊接性、材料 及接头热处理、金属材料特性及其 试验方法 IIW Authorised Training Body • 具体金属材料要从以下几个方面了解这种 材料：标准、标记方法、典型钢种、化学 成分、机械性能、材料特性、焊接性、焊 接材料的选择、焊接工艺要点 • 本部分涉及到的标准有：材料的分类和标 记体系、每种材料的标准和标记方法、焊 接填充材料的标准和标记 IIW Authorised Training Body 材料基础知识 • 金属结构、铁碳合金、铁碳相图 • 金属材料中常见的晶格形式 • 纯铁的结晶过程 • 置换固溶体、间隙固溶体、金属化合物 • 共晶相图、包晶相图 • 铁碳合金相图中各特征点的意义 • 铁素体、奥氏体、珠光体、贝氏体、马氏体、莱 氏体、渗碳体，魏氏组织 • 共析钢、亚共析钢、过共析钢、共晶白口铁、亚 共晶白口铁、过共晶白口铁 • 钢的冷却转变，TTT曲线，CCT曲线 IIW Authorised Training Body • 焊接冶金 • 焊接接头构成和各区的特点 • 焊接裂纹的种类和形成机理 • 焊接接头断裂形式和裂纹试验 • 热处理 • 热处理种类、作用 • 正火、淬火、回火、调质、消除应力退火、时效 强化、固溶处理 • 金属材料性能，试验方法，材料特征值 • 强度、塑性、韧性、硬度、导热性、热膨胀性、 耐腐蚀性 IIW Authorised Training Body IIW Authorised Training Body IIW Authorised Training Body IIW Authorised Training Body 裂纹形成机理 肉眼或≤6:1的放大镜能够识别 借助V＞6:1的显微镜的识别 焊接接头中的缺陷裂纹 裂纹尺寸 宏观裂纹微观裂纹 冷裂纹 裂纹形成 晶间裂纹穿晶裂纹 裂纹形成的原因/条件 热裂纹 凝固 裂纹 液化 裂纹 层状 撕裂 淬硬 裂纹 氢致 裂纹 时效 裂纹 析出 裂纹 脆化 裂纹 收缩 裂纹 缺口 裂纹 再热 裂纹 （两种形成均可能） IIW Authorised Training Body 裂纹分布 1 焊缝中纵向裂纹（多为结晶裂纹） 2 焊缝中横向裂纹（多为延迟裂纹） 3熔合区横向裂纹（多为延迟裂纹） 4焊缝根部裂纹（延迟、热应力裂纹） 5 HAZ根部裂纹（延迟裂纹） 6焊趾纵向裂纹（延迟裂纹） 7焊趾纵向裂纹（液化、再热裂纹） 8焊道下裂纹（延迟、液化、再热裂纹） 9层状撕裂 10弧坑裂纹（纵向、横向、星形） IIW Authorised Training Body 裂纹分类 • 凝固裂纹（结晶裂纹） • 液化裂纹 ——热裂纹 • 再热裂纹 • 延迟裂纹——冷裂纹 IIW Authorised Training Body 钢的工业生产 • 高炉炼铁过程 • 还原过程，焦碳既作为燃料又作为还原剂 ，成品为生铁。

• 炼钢过程 • 基本氧化过程，由生铁炼成钢要求去除不 期望存在的铁的伴生杂质，如碳、硅、锰 、磷和硫 • 精炼方法：酸性转炉炼钢法、平炉炼钢法 、电炉炼钢法 IIW Authorised Training Body • 钢的浇注 • 浇注的钢水中仍含有大量氧的成份应进 行脱氧，这一过程为还原 • 沸腾钢 • 镇静钢（在钢水中添加约0.15%的硅和少 量的锰和铝） • 特别镇静钢（在钢水中添加约0.2%的硅， 约0.02%的铝和少量的锰） IIW Authorised Training Body • 合金元素对钢性能的影响 性 能CSiMnPSCrNiMoCuAl 抗拉强度++++(－)+++++ 硬度+++++++++ 屈服极限+++++++++ 延伸率－＜2%(－)(－)－－(－)－(－)－ 冲击韧击韧性－－+－－(－)+－(－) 冷变变形性－－(－)－－(+)－(－) 深冲性－－－(－)－(－)－(+)－(－) 锻锻造－－+－(－)(－)－(－) 压压力焊焊能力－－(+)－－－(+)(－)－ 熔化焊焊能力－－+－－－－+(－) 热热脆性－－+ +++ 淬硬性+ +++++(+)+ 热热强性+至400++－+(+)同C+ 临临界冷却速度－－－－－(－) 耐腐蚀蚀性+(+)－+ +(+)同C(+)+ 抗高温氧化性++ +(+)+ 冷作硬化性++++(+) 疲劳劳性能(+)间间接(+)同C(+)同C (+)同C (+)同C IIW Authorised Training Body • 硫 硫在铁中几乎不溶解，它与铁形成化合物 硫化铁。

由于硫化铁的熔点较低（1200℃）， 它一般沉淀在晶界上，硫化铁在800～900℃时 变脆此时，钢很容易在晶界处破坏（红脆性 ）当温度超过1200℃时，晶界上的硫化铁熔 化，钢以热脆形式发生破坏在偏析区特别容 易出现热裂倾向 • 磷 磷使钢变脆由于磷—铁化合物的熔点较 低，因此易产生热裂纹 • 氮 温度大约超过600℃时，氮可溶解在铁素体 中，但在室温时，氮就会析出，它阻碍钢的可 变形性（时效）在特殊镇静钢中，至少0.02% 的铝含量与氮相结合，因此在特殊镇静钢中避 免了时效现象 IIW Authorised Training Body 钢的分类，EN10020标准 • 按合金元素的含量分类 • 碳钢（非合金钢） • 低合金钢 ∑合金元素含量<5% 例如13CrMo4-5 • 高合金钢 ∑合金元素含量≥5% 例如X6CrNi16-13 • 按使用要求分类 • 普通钢 • 优质钢 • 特殊优质钢 IIW Authorised Training Body 钢的标记体系，EN10027 EN10027-2 材料的数字标记 ① ② ③ ④ ⑤ ① －材料分组： 0=纯铁 1=钢 2=重金属 如Cu、Ni 3=轻金属如Al ② －分类组别见表2 ③ －不同品种的数字编号 ④⑤ －钢种的数量有要求时的标记数字 IIW Authorised Training Body 例：1． 01 16 按EN 10025-2对S235 J2钢的 数字编号 01=一般结构钢Rm<500N/mm2 材料类别号：1=钢材分类号 IIW Authorised Training Body 非 合 金 钢钢合 金 钢钢 普通 钢钢 优质钢优质钢 特 殊 优质优质 钢钢 优质优质 钢钢 特 殊 优优 质质 钢钢 工具钢钢 其它各 类类特殊 钢钢 耐化学 腐蚀钢蚀钢 结结构、机械制造和钢钢筋用钢钢 00 90 普通 钢钢 10 特殊 物理 性能 的钢钢 20 Cr 30 40 不锈钢锈钢 Ni<2.5 % 不含Mo, Nb,Ti 50 Mn,Si,C u 60 Cr-Ni 含 含≥2.0 <3% Cr 70 Cr Cr-B 80 Cr-Si-Mo Cr-Si-Mn- Mo Cr-Si-Mo-V Cr-Si-Mn- Mo-V 01 91 一般钢结钢结 构用钢钢R m< 500N/㎜ 11 结结构 制造 和钢钢 筋用 含 C<0.5 % 21 Cr-Si Cr-Mn Cr-Mn-Si 31 41 不锈钢锈钢 Ni<2.5 % 含 Mo,Nb, Ti 51 Mn-Si Mn-Cr 61 71 Cr-Si Cr-Mn Cr-Mn- B Cr-si- Mn 81 Cr-Si-V Cr-Mn-V Cr-Si-Mn-V 92 RM 0.5% 22 Cr-V Cr-V-Si Cr-V-Mn Cr-V-Mn- Si 32 高速工 具钢钢含 Co 42 52 Mn-Cu Mn-V Si-V Mn-SiV 62 Ni-Si Ni-Mn Ni-Cu 72 Ni-Mo 含 <0.35% Mo Cr-Mo- B 82 Cr-Mo-W Cr-M0-W-V IIW Authorised Training Body • 按EN10027-1和ECISS IC10标准：材料符 号标记 主要符号（EN10027-1） （钢钢种） 附加符号（ECISS IC10） 对对于钢钢对对于钢钢的制造 IIW Authorised Training Body *主要符号标记 ① G－铸钢 如GS-35，GG-灰口铸铁 ② 根据钢的使用及其机械性能和物理性能的主 要符号： S－普通结构用钢 P－压力容器用钢 L－管道用钢 E－机器制造用钢 B－钢筋用钢 Y－应力钢 R－钢轨用钢 H－高强度拉伸性能的冷轨钢板 例如：EN10025-2 S235J2 IIW Authorised Training Body 按化学成分含量标记: i） 碳素钢和锰1%的碳锰非合金钢、非合金钢的易切削钢、合 金元素50% Al) +CE镀铬镀铬 表层层 +CV镀铜镀铜 表层层 +IC无机涂层层 +OC有机涂层层 +S热热渗锡锡 +SE镀锡镀锡 表层层 +T热热浸镀铅锌镀铅锌 合金 +TE电镀电镀 /铅锌铅锌 合金涂层层 +Z镀锌镀锌 +ZA镀锌铝镀锌铝 +ZE电镀锌电镀锌 +ZF扩扩散锌锌涂层层 +ZN锌镍锌镍 涂层层 IIW Authorised Training Body 符 号热处热处 理状态标记态标记 +A软软化处处理 +AC渗碳处处理 +C冷作硬化 +Cnnn冷作硬化后的最低抗拉强度 +CR冷轧轧 +HC热热/冷成型 +LC稍微冷拔和轻轻微冷轧轧（表面） +Q淬火 +S急冷处处理 +ST固溶退火 +U 无处处理 IIW Authorised Training Body 按欧洲标准材料标记示例 • 机械性能一致的钢的标记、按欧洲EN标准非合金 结构钢对S、E、P、L、B钢的标记 IIW Authorised Training Body 按EN10027标标准主要符号按钢铁钢铁IC10附加符号 字 母性 能 对对 于 钢钢 对对于 钢钢 的制 造 1组组)2组组 G=铸钢铸钢 (如必要) S=结结构用 钢钢 nnn=最小产产 品厚度的最 小屈服强度 N/mm 冲击击功(焦耳) 试验试验温 度 C=具有特别别的冷变变形能力 D=液浸镀层镀层 E=瓷漆 F=锻压锻压 H=空心型材 L=用于低温 M=热热机。