焊接冶金学及金属材料焊接-习题答案模块七.pdf

模块七 模块七 7-1 答：（1）焊缝中的结晶裂纹 热轧及正火钢的含碳量较低，并含有一定的锰，Mn/S 比值一般可以达到防止结晶裂纹的要求，在母材化学成分正常，焊接材料以及焊接参数选择正确的情况下，一般不会产生结晶裂纹。（2）对于现代的热轧及正火钢，由于新技术的广泛应用，碳含量和碳当量都大幅度降低，因此，其冷裂敏感性并不明显，除非在极端情况下（很大的拘束度或扩散氢含量很高），一般不会产生冷裂纹。（3）热轧及正火钢的焊接性较好，还表现在对焊接方法的适应性强，工艺措施简单，焊接缺陷敏感性低且较易防止，产品质量稳定。7-2 答：不同（1）过热区的脆化 低碳调质钢的合金化是通过合金元素的作用提高其淬透性，保证获得高强度、高塑性和韧性的低碳马氏体和下贝氏体。凡是不利形成低碳马氏体 下贝氏的原因都会引起组织塑性和韧性下降，如由于过热造成奥氏体晶粒粗化引起的脆化；形成上贝氏体引起的脆化；由于合金化程度增加提高了奥氏体的稳定性，在贝氏体中的铁素体之间形成 M-A 组元引起的脆化等。这类钢焊接时各自都有一个韧性最佳的 t8-5(800500冷却时间)，在这时得到低碳马氏体（1030）和贝氏体，韧性最好。冷却时间小于该值时可得到 100低碳马氏体，韧性虽较好，但不如前者。此外，低碳合金调质钢中当含 Ni 量较高时，形成的高 Ni 马氏体，甚至上贝氏体都具有很好的韧性。因此，增加钢中的含 Ni 量对近缝区的韧性有很大改善。（2）中碳调质钢的过热区脆化 由于中碳调质钢的含碳量高、合金元素多，钢的淬硬倾向大，在冷速较大时，热影响区的淬火区会产生大量的马氏体，导致严重脆化。因此，为了减少过热区的脆化，应尽量降低800-500温度范围内的冷却速度。但如果仅仅依靠加大焊接线能量来降低冷速，不但难以抑制马氏体的形成，而且还会因奥氏体晶粒粗化而更加稳定，以致形成粗大的马氏体，脆化反而更加严重。为此为了防止脆化应采取预热，缓冷和适当加大线能量相配合的措施，从而既可减少奥氏体在相变温度以上停留的时间，又可降低在共析转变温度范围内的冷却速度，获得韧性较高的组织。（3）再热裂纹 从合金系统来说，为加强其淬透性和提高抗回火性能，加入的合金元素 Cr、Mo、V、Ti、Nb、B 等，大多数都能引起再热裂纹其中 V 的影响最大，Mo 的影响次之。一般认为，Mo-V 钢、Cr-Mo-V 钢对再热裂纹较敏感；Cr-Mo 钢、Mo-B 钢有一定的再热裂纹倾向，焊接时都应该注意再热裂纹问题。多元化钢 HT-80 Si-Mn-Cr-Ni-Mo-Cu-V-B 含有多种促使再热裂纹的元素。500650加热 2 小时就出现再热裂纹。14MnMoNbB 对再热裂纹也敏感。前面讲过这类钢的最大特征是，低碳马氏体和下贝氏体组织能保证焊接热影响区的在快冷条件下具有高的强度和韧性。实践证明，为了防止焊件脆断而进行的消除应力处理对这类钢来说是没有必要的。而且缺口韧性实验结果指出，在 510690范围内进行热处理，实际上还会损害焊缝和热影响区的韧性。消除应力处理时的冷却速度越低，损害韧性的程度越严重。（4）冷裂纹 中碳调质钢的成分与淬透性，都决定了它在快速冷却时很容易得到对冷裂纹很敏感的淬硬组织。wC的增加还会使 Ms 点下降，而没有“自回火”效应。而且 wC越高，马氏体的硬度和脆性也越高，对冷裂纹就越加敏感。为此，中碳钢焊接时，为了防止冷裂纹，就必须提高预热温度，并在焊后及时进行消除应力退火。7-3 答：在保证不出裂纹，满足热影响区塑性、韧性的条件下，线能量应该尽可能选择大些。当线能量的数值达到了最大允许值时还不能避免裂纹的发生，必须采取预热措施。预热主要是为了防止冷裂，但从 800500区间的冷却速度来看，由于预热减缓了该区域内的冷却速度，获得上贝氏体的可能性增加，热影响区的塑性和韧性会受到不利的影响，预热温度一般低于 200。7-6 答：（1）有利于研究和制定合适的焊接工艺；（2）有利于研究和采取合适的焊接工艺措施；（3）有利于研究和确定合适的热参数及焊后热处理工艺。7-7 答：一般采用强度级别高的低氢型焊条焊接的母材，也具有高的强度级别。强度级别越高的材料，焊接时越容易产生氢致延迟裂纹，而扩散氢是产生延迟裂纹的主要原因，所以更应该限制扩散氢的含量。