文档介绍：焊工培训教材
钢的基本知识
焊接的主要对象是钢材。掌握一定的钢材知识,可以为正确选用焊接材料和焊接工艺提供理论上的指导,并且运用这些知识,可以了解、分析焊接过程中的某些规律,以便更好地从事焊接工作。
钢的性能
钢在焊接过程中,要涉及到钢的一些基本性能,如物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等,下面分别作一介绍。
物理性能
比重(γ)单位体积中钢的重量,叫做钢的比重,单位为克/厘米立方。对于不同的钢材,其比重也稍有不同。
可熔性钢材在常温时是固体,当其温度升高到一定程度,就能熔化成液体,这种性质叫做可熔性。钢材开始熔化的温度叫做熔点。
线膨胀系数(a) 钢材加热时膨胀的能力,叫做热膨胀性。受热膨胀的程度,常用线膨胀系数来表示。钢材温度上升1C时,伸长的长度怀原来长度的比值,叫做该钢材的线膨胀系数,单位为毫米/毫米。C。
导热系数(λ)钢材的导热能力用导热系数来表示。工业上用的导热系数是以厚1厘米的钢材,两面温差1C,在1秒钟内,每平方厘米面积上由一面向另一面传导的热量来表示,单位为卜/厘米。秒。C。
相变临界点发生相变时的临界温度称为临界点。钢加热时,由珠光体转变为奥氏体的临界点为A,由铁互体全部溶入奥氏体的临界点为A1,由奥氏体析出铁素体的临界点为A3:冷却能不能低温时,奥氏体开始转变为马氏体的临界点为Mso
化学性能
钢的化学性能是指钢材的化学稳定性,即耐腐蚀性和抗氧化性等。
钢材在介质的侵蚀作用下被破坏的现象,称为腐蚀。钢材抵抗各种介质(大气、水蒸气、酸、碱、盐等)侵蚀的能力,称为钢材的耐腐蚀性。
有些钢材在高温下不被氧化而能稳定的工作。这种钢材这所以不受氧化,并非它们怀氧绝对质不发生作用,恰恰相反,它们在高温下同样迅速受到氧化,只是在它们表面形成一层薄薄的氧化膜,非常致密,而且稳定,从而防止了氧继续向钢材内部扩散和钢的继续氧化。这层氧化膜实际上起着防护作用,使钢材具有抗氧化性。
工艺性能
钢的工艺性能包括:可切削性、可铸性、可锻性和可焊性等。
第二节
钢中除铁和碳以及常存杂质锰、硅、硫、磷以外,特意加入一些其它元素(包括锰、硅)的钢称为合金钢,这种特意加入的元素称为合金钢元素。合金元素在钢中都不得起一定的作用。
碳(C)碳在低合金钢中。常与合金元素形成碳化物,在室温右较低的温度下,能起强化作用。但在高温下,这些碳化物容易分解,碳还会聚集、长大,对蠕变抗力和持久强度会起不良的影响。碳对钢的塑性、耐腐蚀性、抗氧化性均有不良的影响,特别对钢的可焊性影响很大,随着含碳量的增加,钢的可焊性下降,%以下。根据用途的不同,也有含碳量较高的钢种。
铬(Cr)铬可以提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性。因铬能在钢材表面形成一层附着性很强的致密氧化膜,使钢材的氧化速度显著减慢,提高了钢的抗氧化性。当含铬量大于12%时,能显著提高钢的电极电位,使钢材具有良好的耐腐蚀性。铬含量在2%以下,能显著提高钢的再结晶温度,提高钢的热强性。铬能阻止钢中的石墨化过程,并降低碳化物的球化速度。含铬的钢具有回火脆性,同时因铬能提高钢的淬透性,焊接时易产生裂缝,所以含铬量高的钢可焊性变差。
钼(Mo):钼是形成铁素体元素,它可以提高钢的再结晶温度,提高低合金钢耐热钢的热强性。但钼有促进石墨化的倾向。-1%左右。
钒(V):钒是良好的脱氧剂,能除去钢中的氧。又是强碳化物形成元素,仅次于钛,形成的碳化物,在650C以下都是稳定的。钒还能提高钢的淬透性。改善钢的机械性能,是一个有益元素,但价格较贵。
钨(W):钨的熔点高达3380C,所以它能大大提高钢的再结晶温度,从而提高钢材的热强性。
钛(Ti)和铌(Nb):它们都是强烈地形成碳化物的元素,所形成的碳化物,比碳化钒还稳定。由于钛和铌与碳的亲合力较大,常用来作稳定剂,防止铬镍奥氏体钢在高温下或焊接后产生的晶间腐蚀。它们也能提高钢的再结晶温度,对提高钢的高温机械性能有良好作用。还能显著改善钢的可焊性。
铝(Al):铝是非常强的脱氧剂,能使大多数金属氧化物还原。少量的铝可以细化晶粒,提高钢的抗氧化能力。铝和氮能形成稳定的氮化物,可使某些钢获得良好的耐热性。但铝会促进石墨化,在钢中易形成夹杂物存在。
硅(Si):硅是强脱氧剂,其含量超过2%时,才使钢的塑性和韧性降低。硅可以提高钢在高温下的抗氧化性。焊接时硅易形成高熔点夹杂物残留在焊缝中。
锰(Mn):锰是一种良好的脱氧剂,又是一种很好的脱硫剂,焊接时经常利用它来进行脱氧和脱硫。锰在钢中小于2%时,对于低合金钢,可提高钢的强度和韧性,对于中合金钢和高合金钢,随着强度的增加,其塑性和韧性要降低。增高含锰量,可以提高钢的耐磨性。锰会增大钢对淬火、过热的敏感性。