金属材料的焊接性.pptx

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1、焊接培训教材金属材料的焊接性张明录一二三四五目录碳素钢低合金钢不锈钢耐热钢铁碳合金铁碳合金，是以铁和碳为组元的二元合金。铁基材料中应用最多的一类。碳钢和铸铁，就是铁碳合金材料。含碳少于0.0218%的合金称为工业纯铁。含碳低于2．11%的铁碳合金称为钢。含碳高于2．11%的合金称为铸铁。在碳钢和铸铁中除碳之外，还含有硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等一些杂质，这些杂质对钢铁性能会产生影响。一.概述铁碳合金1.碳钢的分类（1）按钢的含碳量分低碳钢wC≤0.25%中碳钢0.250.6%（2

2、）按钢的质量分普通碳素钢ws≤0.05%、wP≤0.045%优质碳素钢ws≤0.03%、wP≤0.035%高级优质钢（标A）ws≤0.025%、wP≤0.025%特级优质钢（标E）ws≤0.015%、wp≤0.025%一.概述铁碳合金1.碳钢的分类（3）按钢的用途分碳素结构钢（工程结构和机械零件用钢）碳素工具钢（刃具、量具和模具用钢）铸钢（4）按钢脱氧程度分：沸腾钢（F）、镇静钢（Z，可省略）半镇静钢（b）特殊镇静钢（TZ可省略）一.概述铁碳合金牌号表示方法Q235-AFA、B、C、DF、b、Z、TZ一.概

3、述铁碳合金Q235-AF，表示碳素结构钢中屈服点≥235MPa，质量等级为A级的沸腾钢。质量等级有：A表示Ws≤0.050%、Wp≤0.045%；B表示Ws≤0.045%、Wp≤0.045%；C表示Ws≤0.040%、Wp≤0.040%；D表示Ws≤0.035%、Wp≤0.035%碳钢的性能主要取决于碳含量，碳含量与焊接性及组织和性能的关系见图2-1和表2-1。图2-1碳钢碳含量与马氏体量和最大硬度的关系ω(C)/%HardnessmaxHRC2.碳钢的性能一.概述铁碳合金名称碳含量典型硬度典型用途焊接性低

4、碳钢≤0.15%HRB特殊板和型材薄板、带材和焊丝优0.15%~0.25%30-35HRB结构用型材、板材和棒材良中碳钢0.25%~0.60%42-46HRC机械部件和工具中(通常需要预热，推荐使用低氢焊接方法)高碳钢≥0.60%~1.0055HRC弹簧、模具劣(须低氢焊接方法、预热和后热)表2-1各类碳钢的焊接性一.概述铁碳合金强度较低，但冶炼容易，工艺性好，价廉，具有优良的锻造性、焊接性和切削加工性能。通常以各种规格型材(圆钢、方钢、工字钢、钢筋等)供应市场。低碳钢的含碳量低(≤0.25%)，Mn和Si

5、含量也较少，因此淬硬倾向不大，是焊接性最好的钢种。除C、Mn、Si外，碳钢中的S、P、O、N等杂质元素对其力学性能、焊接接头的冷裂纹、热裂纹和时效脆化敏感性有一定影响，通用低碳钢的力学性能如表2-2。一.概述铁碳合金2.碳钢的性能牌号等级拉伸试验（不小于）冲击试验冷弯试验180°,B=2a屈服点σs/MPa抗拉强度σb/MPa延伸率δ5/%温度/℃夏比V形缺口冲击吸收功(纵向)/J≥弯心直径d纵向试样横向试样Q195—195315~43033——00.5aQ215A215335~41031——0.5aaB2

6、027Q235A235370~50026——a1.5aB2027C0D-20Q275A275410~54022——1.5a2aB2027C0D-20Q245R—245400~520250311.5a(20g,20R)表2-2低碳钢的力学性能用途：Q195、Q215、Q235塑性好，可轧制成钢板、钢筋、钢管等Q255、Q275可轧制成型钢、钢板等。一.概述铁碳合金加工成形后一般不进行热处理，大都在热轧状态下直接使用。2.碳钢的性能碳钢及低合金钢按化学成分分类为：碳素钢、低合金钢和合金钢三类，应用最广泛应用的是

7、碳素钢(简称碳钢)。碳钢中除以碳作为主要合金元素外，还有硅(ωSi<0.5%)、锰(ωMn<0.8%)及不可避免的硫、磷等杂质。低合金钢是在碳钢的基础上，为了获得一定的性能，有目的地加入一种或多种合金元素的钢。如：16mn钢二.碳素钢的焊接性铁碳合金二.碳素钢的焊接性铁碳合金用途：合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢合金钢分类合金元素总含量：低合金钢＜5％中合金钢5％～10％高合金钢＞10％1、低碳钢的焊接性分析碳钢的焊接性随含碳量增加而恶化，选择焊接材料方面，除了在成分和性能上须与母材匹配外，也应避免硫、磷

8、等有害元素从焊接材料中带入焊缝金属中来。焊接碳含量高于0.25%的碳素钢时，须注意减少氢的来源。二.碳素钢的焊接性铁碳合金焊接碳钢时产生裂纹的力学原因是结构的拘束应力和不均衡的热应力，应针对含碳量不同而采取相应的工艺措施。低碳钢应着重注意防止结构拘束应力和不均衡的热应力所引起的裂纹；高碳钢除了防止因这些应力引起的裂纹外，还要特别注意防止因淬硬而引起的裂纹。二.碳素钢的焊接性1、低碳钢的焊接性分析铁碳合金1.低碳钢