低碳调质钢的焊接
低碳调质钢的焊接
低碳调质钢的成分是根据在调质状态下使用而设计的。这类钢多用于重要的焊接结构，对焊接质量要求高，这类钢大都在调质状态下焊接。
1）接头及坡口型式设计
对于屈服强度在600MPa以上的低碳调质钢来说，焊缝的分布及接头部位的应力集中程度都将对接头的质量有明显的影响。合理的接头应该是应力集中系数最低，具有良好的可焊接性，并便于焊后检验。为此，应尽量避免将焊缝布置在断面突然变化的部位，并要考虑便于施焊。
一般来说，应该采用对接接头焊缝，而且要求焊缝与母材交界处平滑过渡。坡口型式以U型或V型为佳，但必须要求两个坡口必须完全焊透。为了降低焊接应力, 可采用双V型或双U型坡口。
2）坡口制备
低碳调质钢的坡口可以用氧-乙炔火焰切割，但切割边缘有硬化层，应通过回火或机械加工消除之。
板厚小于100mm时，切割前不需预热。板厚超过100mm，应进行100~150℃预热。
强度等级较高的钢，不宜用氧-乙炔火焰切割，应用电弧或等离子弧切割。
3）焊接方法选用
低碳调质钢在调质状态下焊接，为使回火区的软化降到最低限度，应采用比较集中的热源。
σs≤1000MPa的钢，可用手工电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊或熔化极气体保护焊等方法。
其中σs≥700MPa的钢，如HY-130钢，为了获得满意的接头性能，最好用钨极氩弧焊或熔化极气体保护焊。
如由结构形式决定，确实需采用高线能量的焊接方法（如电渣焊或多丝埋弧焊）, 焊后必须进行调质处理。
4）焊接材料
焊接材料选用的原则依母材在热处理状态的不同而定。母材在调质状态下进行焊接时，选用的焊接材料，应保证焊态的焊缝金属与调质状态的母材具有相同的力学性能；当接头拘束度很大时，为了防止冷裂纹，可选用强度略低的填充金属。
常用的焊材选用对照表
手工电弧焊可用GB-E85系列的焊条，如E8515-X、E8518-X（J857、J857Fe）等或ASW中E110系列的焊条。埋弧焊则用Mn-Mo、Mn-Cr-Ni-Mo或Mn-Mo-V系焊丝。
焊条必须按规定进行烘焙，烘干后应置于保温筒内，不应在大气中久放。耐吸潮低氢型焊条在350~400℃烘焙1h后，可在相对湿度80%环境中放置24h，药皮含水量仍不超过规定标准。
母材在退火（或正火）状态下进行焊接时，焊后需进行整体调质处理。选用焊接材料的原则是保证焊缝金属经过与母材相同的热处理后，具有与母材相同的力学性能。为此，要求焊缝与母材的合金成分相同或相近。
5）焊接线能量
选用线能量的一般原则是：在保证热影响区韧性的前提下，采用允许的最大线能量，尽量采用多层多道焊。如果此时的冷速低于防止冷裂纹的下限，就应通过预热调整Ms点附近的冷却速度。
6）预热温度
预热的主要目的是防止冷裂发生, 对改善组织无明显效果。但为了防止在高温阶段冷速过低而产生脆性的混合组织，预热温度不宜过高，一般不超过200℃。条件允许时，采用“低温预热+后热”或“不预热只后热”。
常用的预热温度对照表
7）焊后热处理
一般不进行焊后热处理，原因：
A.有些钢种对消除应力裂纹比较敏感；
B.退火冷速低，降低韧性。
下列情况之一，可进行消除应力退火处理：
1.钢材在焊后或冷变形加工后，韧性达不到要求；
2.焊后需进行高精度加工，结构要求保证尺寸稳定；
3.钢材对应力腐蚀敏感。
注意：为保证退火后的强度和韧性，消除应力处理的温度应该低于母材焊前回火温度30℃左右。
焊接接头疲劳强度的研究
焊接作为高效的连接组装工艺之一, 通常对一个产品的质量起着决定性的作用。研究和实践表明; 焊接结构经常不断发生断裂事故, 其中90%为疲劳失效, 焊接接头的疲劳破坏一般起裂于焊接接头的焊趾部位, 如果能改善焊趾处疲劳裂纹的起裂性能, 将有效地提高焊接结构的疲劳强度。因此提高和改善焊接接头疲劳强度具有极大的潜在经济效益和社会效益。近年来, 疲劳方面的研究虽已取得了很大的成绩, 但焊接结构疲劳断裂事故仍不断发生, 而且新材料、新工艺的不断出现将产生许多疲劳强度的新问题。
1 焊接结构疲劳失效的原因分析
从我国近几年的研究发现, 造成焊接接头疲劳断裂的原因主要有以下5 方面:
(A) 客观上讲, 焊接接头的静载承受能力一般并不低于母材, 而承受交变动载荷时, 其承受能力却远低于母材, 而且与焊接接头类型和焊接结构形式有密切的关系, 这是引起一些结构因焊接接头的疲劳而过早失效的一个主要的因素。
(B) 早期的焊接结构设计以静载强度设计为主, 没有考虑抗疲劳设计, 或者是焊接结构疲劳设计规范并不完善, 造成焊接接头形式和结构不合理。
(C) 技术人员对焊接结构抗疲劳性能的特点了解不够, 所设计的焊接结构往往照搬其他金属结构的疲劳设计准则与结构形式。
(D) 盲目追求结构的低成本、轻量化, 导致焊接结构的设计载荷越来越大。
(E) 对焊接结构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。
3 影响焊接结构疲劳强度的主要因素
影响焊接接头疲劳强度的因素主要有以下两大类:
(A) 影响母材疲劳强度的因素(几何不连续性、表面状态、载荷及介质条件) 。
(B) 焊接结构自身的特点(近缝区组织的改变,残余应力) 。
3. 1 静载强度对母材疲劳强度的影响
对于焊接结构来说, 焊接接头的疲劳强度与母材静强度、焊缝金属静强度、热影响区的组织性能以及焊缝金属强度匹配没有多大的关系, 也就是说只要焊接接头的细节一样, 高强钢和低碳钢的疲劳强度是一样的, 具有同样的疲劳强度曲线(S -N曲线), 这个规律适合对接接头、角接接头和焊接梁等各种接头形式。Maddox的研究结果表明: 材料的力学性能对裂纹扩展速率有一定影响, 但影响并不大。
3. 2 应力集中对疲劳强度的影响
3. 2. 1 接头类型的影响
影响焊接接头几何不连续性的因素, 都将影响应力集中和疲劳强度。
(A) 接头形式: 对接、搭接、丁字和十字接头。在接头部位由于传力线受到干扰, 因而发生应力集中现象。
(B) 母材的厚度。
(C) 焊后余高。
(D) 母材与焊缝金属的过渡角。
(E) 焊接缺陷: 裂纹、咬边、未焊透、未熔合、夹渣等。
减小、避免接头的几何不连续, 降低应力集中,有利于提高接头的疲劳强度。
3. 2. 2 焊缝形状的影响
无论是何种接头形式, 它们都是由2种焊缝连接的, 对接焊缝和角焊缝。焊缝形状不同, 其应力集中系数也不相同, 因而疲劳强度具有较大的分散性。
(1) 对接焊缝的形状对接头的疲劳强度影响最大
A.过渡角的影响
Yamaguchi 等人发现疲劳强度和基本金属与焊缝金属之间过渡角(外钝角) 有很大关系。焊缝宽度W和高度h变化, 但h/ W 比值保持不变, 疲劳强度也保持不变; 但如果W保持不变, h增加则接头疲劳强度降低。
B.焊缝过渡半径的影响
Sander 等人的研究结果表明焊缝过渡半径同样对接头疲劳强度具有重要影响, 即过渡半径增加(过渡角保持不变) , 疲劳强度增加。
(2) 角焊缝的形状对于接头的疲劳强度也有较大的影响
当单个焊缝的计算厚度a与板厚B之比a/B< 0. 6~ 0. 7时, 一般断裂于焊缝; 当a/ B > 0. 7时, 一般断于基本金属。因此研究者提出了极限焊脚尺寸的概念: S= 0. 85B ( S 为焊脚尺寸) 。可见纵使焊脚尺寸达到板厚时( 15 mm) , 仍可得焊缝处的断裂结果。
3. 2. 3 焊接缺陷的影响
焊趾部位存在着大量不同类型的缺陷, 导致疲劳裂纹早期开裂, 使母材的
疲劳强度急剧下降(下降到80%) 。焊接缺陷大体上可分为两大类: 面状缺陷(如裂纹等) 和体积型缺陷(气孔、夹渣等) , 它们的影响程度是不同的, 同时焊接缺陷对接头疲劳强度的影响与缺陷的种类、方向和位置有关。
(1) 裂纹焊接中的裂纹, 如冷、热裂纹, 除伴有具有脆性的组织结构外, 是
严重的应力集中源, 它可大幅度降低结构或接头的疲劳强度。早期的研究已表明, 在宽60 mm、厚12. 7 mm 的低碳钢对接接头试样中, 在焊缝中具有长25 mm、深5. 2 mm 的裂纹时(它们约占试样横截面积的10% ) , 在交变载荷条件下, 其
2 *106 循环寿命的疲劳强度大约降低了55%~ 65%。
(2) 未焊透其主要影响是削弱截面积和引起应力集中。以削弱面积10%时的疲劳寿命与未含有该类缺陷的试验结果相比, 其疲劳强度可降低15% ~ 25%。
(3) 气孔气孔为体积缺陷, Harrison 对前人的有关试验结果进行了分析总结, 疲劳强度下降主要是由于气孔减少了截面积尺寸造成, 它们之间有一定的线性
关系。但是一些研究表明, 当采用机加工方法加工试样表面, 使气孔处于表面上, 或刚好位于表面下方时, 气孔的不利影响加大, 它将作为应力集中源起作
用而成为疲劳裂纹的起裂点。这说明气孔的位置比其尺寸对接头疲劳强度影响
更大, 表面或表层下气孔具有最不利影响。
(4) 夹渣IIW(国际焊接学会)的有关研究报告指明: 作为体积型缺陷, 夹渣
比气孔对接头疲劳强度影响要大。
通过上述介绍可见焊接缺陷对接头疲劳强度的影响, 不但与缺陷尺寸有关,
而且还决定于其他因素, 如表面缺陷比内部缺陷影响大, 与作用力方向垂直的
面状缺陷的影响比其他方向的大; 位于残余拉应力区内的缺陷的影响比在残余
压应力区的大; 位于应力集中区的缺陷(如焊缝趾部裂纹)比在均匀应力场中同
样缺陷影响大。
3. 3 焊接残余应力对疲劳强度的影响
焊接残余应力对接头疲劳强度的影响与疲劳载荷的应力循环特性有关, 循环
特性值较低时, 影响比较大。由于结构焊缝中存有达到材料屈服点的残余应力, 因此在常规施加应力循环作用的接头中, 焊缝附近所承受的实际应力循环将是
由材料的屈服点向下摆动, 而不管其原始作用的循环特征如何。例如标称应力
循环为+ S1 ~ - S2, 则其应力范围应为S1+ S2。但接头中的实际应力循环范围将是由Sy(屈服点的应力幅) 到Sy - ( S1 + S 2) 。这一点在研究焊接接头疲劳强度时是非常重要的, 它导致了一些设计规范以应力范围代替了循环特征
r 。
此外, 在试验过程中, 试件的尺寸大小、加载方式、应力循环比、载荷谱也对疲劳强度有很大的影响。
合金钢的焊接工艺
概述 1.合金结构钢分为高强度钢（GB/T13304—1991规定屈服点δs≥195Mpa ,抗拉 强度δb≥390Mpa的钢均为高强度钢）和专业用钢两大类。 2.高强度钢按钢材供货的热处理状态分为热扎及正火钢、低碳调质钢和中碳调 质钢。 1）热扎及正火钢：这类钢的屈服点295≤δs≥490Mpa，属于非热处理强化钢主要包括GB/T1591—1994《低合金结构钢》中的Q295—Q460钢 特点：冶炼工艺比较简单，价格低廉，综合力学性能良好，具有良好的焊接性2）低碳调质钢：这类钢屈服点441≤δs≥980Mpa，属于热处理强化钢特点：具有较高的强度、优良的塑性和韧性 生产工艺复杂、成本高、进行热加工时对工艺参数较严格。 3）中碳调质钢：含碳量高Wc>0.3%，880≤δs ≥980Mpa，属于热处理强化钢一般在退火状态下进行焊接，焊后需进行调质处理 主要用于制造大型机器上的零件和要求强度而自重小的构件 3.专业用钢：按用途分为珠光体耐热钢、低温用钢和低合金耐热钢 1）珠光体耐热钢：用于制造在500—600度范围内的设备，具有一定的高温强度和抗氧化能力。 2）低温用钢：用于制造在-20——196度低温工作的设备韧脆性转变温度低良好的低温韧性 3）低合金耐蚀钢：用于制造在大气、海水、石油、化工产品等腐蚀介质中工作的各种设备。
合金结构钢焊接性分析： 1热影响区的脆化是焊后产生裂纹，造成脆性破坏的主要原因之一。 1）热轧纲过热区脆化的原因：过热去晶粒严重粗化，冷却时生成魏氏组织及马氏体组织，正火钢热影响区脆化是由于焊接热源的高温作用，使母材焊前的正火效果消失的结果。 2）低碳调质钢的过热区脆化是过热区产生由铁素体、高碳马氏体和高碳贝氏体组成的混合组织而造成的。防止过热区脆化的关键在于冷却速度的控制，在焊接时应采用较小的热输入。 3）中碳调质钢的过热区容易得到硬脆的淬火组织—高碳马氏体，为此一般需采用预热缓冷等措施与适当的热输入配合，并在退火状态下焊接，焊后整体调质处理
调质钢与非调质钢简介
调质钢与非调质钢简介 一、调质钢 1、简介 所谓调质钢，一般是指含碳量在0.30～0.60%的中碳钢。一般用这类钢材制作的零部件要求具有很好的综合机械性能，即在保持较高强度的同时，又具有很好的塑性和韧性，传统方法往往是使用“调质处理”来达到这个目的，所以习惯上就把这一类钢称作调质钢。 各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢，它是零件淬火后在500～650℃温度范围内进行回火处理的钢。经调质处理后，钢的强度、塑性及韧性有良好的配合。碳素钢、低合金钢及中合金钢，调质处理后的金相组织是回火索氏体。各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢。 2、性能特点 除一般的冶金方面的低倍和高倍组织要求外，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏抗力较大，但也存在特有的高温回火脆性。 大多数调质钢为中碳合金结构钢，有焊接性能要求的调质钢则为低碳合金结构钢，具有很高的塑性和韧性，少数沉淀硬化型调质钢，属高强度和超高强度调质钢。 3、分类 常用的合金调质钢按淬透性和强度分为4类： ①低淬透性调质钢
②中淬透性调质钢 ③较高淬透性调质钢 ④高淬透性调质钢 以下介绍两种最典型的调质钢： A、45碳素调质钢 45钢是中碳碳素结构钢，含碳量在0.42-0.50%，现执行标准为《优质碳素结构钢》，即GB/T 699-2015，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且生产成本较低，价格低，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56～59（洛氏硬度），截面大的可能低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。45钢淬火后的高温回火，加热温度为560～600℃，硬度要求为HRC22～34。因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而对于齿轮类、带键槽的轴类等零件，因调质后还要进行车、插、创、铣、钻等机加工，硬度要求就低些。 B、40Cr合金调质钢 40Cr钢是中碳合金结构钢，含碳量在0.37-0.44%，含Cr量在0.80-1.10%，现执行标准为《合金结构钢》，即GB/T 3077-2015。 以40Cr为代表的合金调质钢广泛用于制造汽车、摩托车、柴油机、机床和其它机器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、转向节、半轴、连杆、螺栓等。调质件大多承受多种工作载荷，受力情况比较复杂，要求高的综合机械性能，即具有高的强度、良好的塑性和韧性。合金调质钢还要求有很好的淬透性。但不同
低碳调质钢的焊接
低碳调质钢的焊接 低碳调质钢的抗拉强度一般为600~1300MPa，属于热处理强化钢。这类钢既具有较高的强度，又有良好的塑性和韧性。。 低碳调质钢的种类、成分及性能 一般来说，合金元素对钢材塑性和韧性的影响与其强化的作用相反，即强化效果越大，塑性和韧性的降低越明显。在正火条件下，通过增加合金元素进一步提高强度时会引起韧性急剧下降。为了进一步提高钢材的强度需要进行调质处理。 为了保证良好的综合性能和焊接性，低碳调质钢要求钢中碳的质量分数不大于0.22%。此外，添加一些合金元素是为了提高钢的淬透性和马氏体的回火稳定性。这类钢由于含碳量低，淬火后得到低碳马氏体，而且会发生“自回火”，脆性小，具有良好的焊接性。 低碳调质钢具有较高的强度和良好的塑性、韧性和耐磨性，特别是裂纹敏感性低。根据使用条件的不同，低碳调质钢又可分为以下几种： （1）高强度结构钢（600~800MPa）主要用于工程焊接结构，焊缝及焊接区多承受拉伸载荷。 （2）高强度耐磨钢（≥1000MPa）主要用于工程结构高强度耐磨、要求承受冲击磨损的部位。 （3）高强高韧性钢（≥700MP）这类钢要求在高强度的同时要具有高韧性，主要用于高强度高韧性焊接结构。 抗拉强度600MPa，、700MPa的低碳调质钢（HQ60、HQ70）主要用于工程机械、动力设备、交通运输机械和桥梁等。这类钢可在调质状态下焊接，焊后不再进行调质处理，必要时可进行消除应力处理。 HQ100和HQ130主要用于高强度焊接结构要求承受冲击磨损的部位。HQ100不仅强度高、低温缺口韧性好，而且具有优良的焊接性能。HQ130是高强度工程机械用钢，含有Cr、Mo、B等多种合金元素，具有高悴透性。这两种钢经淬火+回火的热处理后，可获得综合性能较好的低碳回火马氏体，具有高强度、高硬度以及较好的塑性和韧性。 低碳调质钢碳的质量分数应限制在0.18%以下，为了保证较高的缺口韧性，一般含有较高的Ni和Cr，具有高强度，特别是具有优异的低温缺口韧性。Ni能提高钢的强度、塑性和韧性，降低钢的脆性转变温度。PIi与CR一起加人时可显著增加淬透性，得到高的综合力学性能。Cr元素在钢中的质量分数从提高悴透性出发，上限一般约为1.6%，继续增加反而对韧性不利。 由于采用了先进的冶炼工艺，钢中气体含量及S、P等杂质明显降低，氧、氮、氢含量均较低。高纯洁度使这类钢母材和焊接热影响区具有优异的低温韧性。这类钢的热处理工艺一般为奥氏体化+淬火+回火，回火温度越低，强度级别越高，但塑性和韧性有所降低。经淬火+回火后的组织是回火低碳马氏体、下贝氏体或回火索氏体，这类组织可以保证得到高强度、高韧性和低的脆性转变温度。 为了改善焊接施工条件和提高低温韧性，近年来发展起来的焊接无裂纹钢（简称CF钢）实际上是C含量降得很低的微合金化调质钢。为了提高钢材的抗冷裂性能和低温韧性，降低C含量是有效措施。但C含量过低会牺牲钢材的强度。通过加人多种微量元素（特别是像B等对淬透性有强烈影响的元素）提高淬透性，可弥
合金钢结构的焊接(问答)
合金结构钢的焊接 低碳调质钢的焊接性分析 低碳调质钢主要是作为高强度的焊接结构用钢，因此含碳量限制的较低，在合金成分的设计上考虑了焊接性的要求。低碳调质钢碳的质量分数不超过0.18%，焊接性能远优于中碳调质钢。由于这类钢的焊接热影响区是低碳马氏体，马氏体转变温度Ms较高，所形成的马氏体具有“自回火”特性，使得焊接冷裂纹倾向比中碳调质钢小。 焊缝强韧性匹配： 焊缝强度匹配系数S=（σb）w/（σb）b,是表征接头力学非均质性的参数之一，（σb）w为焊缝强度，（σb）b为母材强度。当（σb）w/（σb）b>1时，为高强匹配;=1为等强匹配。<1为低强匹配低碳调质钢热影响区获得细小的低碳马氏体（ML）组织或下贝氏体（B L）组织时，韧性良好，而韧性最佳的组织为ML与低温转变贝氏体组织（B L）的混合组织下贝氏体的板条间结晶位相差较大，有效晶粒直径取决于板条宽度，比较微细，韧性良好，当ML与B L混合生成时，原奥氏体晶粒被先析出的B L有效地分割，促使ML有更多的形核位置，且限制了ML的生长，因此ML+B L混合组织有效晶粒最为细小。 Ni是发展低温钢的一个重要元素。为了提高钢的低温性能，可加入Ni元素，形成含Ni的铁素体低温钢，如1.5Ni钢等在提高Ni的同时，应降低含碳量和严格限制S、P的含量及N、H、O的含量，防止产生时效脆性和回火脆性等。这类钢的热处理条件为正火、正火+回火和淬火+回火等。 ○1在低温钢中由于含碳量和杂质S、P的含量控制的都很严格，所以液化裂纹在这类钢中不是很明显。○2另一个问题是回火脆性，要控制焊后回火温度和冷却速度。 低温钢焊接的工艺特点：除要防止出现裂纹外，关键是要保证焊缝和热影响区的低温韧性，这是制定低温钢焊接工艺的一个根本出发点。 9Ni钢具有优良的低温韧性但用与9Ni钢相似的铁素体焊材时所得焊缝的韧性很差。这除了与铸态焊缝组织有关外，主要与焊缝中的含氧量有很大的关系。与9Ni钢同质的11Ni铁素体焊材，只有在钨极氩弧焊时才能获得良好的低温韧性。因为此时能使焊缝金属中氧的质量分数降低到与母材相同的0.05%以下。 二、中碳调质钢的焊接性分析 （一）焊缝中的热裂纹中碳调质钢含碳量及合金元素含量都较高，因此液-固相区间 大，偏析也更严重，具有较大的热裂纹倾向。 （二）冷裂纹中碳调质钢由于含碳量高，加入的合金元素多，淬硬倾向明显；由于M s点低，在低温下形成的马氏体一般难以产生自回火效应，冷裂倾向严重。 （三）再热裂纹（四）热影响区的性能变化 1、过热区的脆化 （1）中碳调质钢由于含碳量高，加入的合金元素多，有相当大的淬硬性，因而在焊接过热区内容易产生硬脆的高碳马氏体，冷却速度越大，生成的高碳马氏体越多，脆化倾向越严重。 （2）即使大线能量也难以避免高碳M出现，反而会使M更粗大，更脆。 （3）一般采用小线能量，同时预热、缓冷和后热措施改善过热区性能。 2、热影响区软化 焊后不能进行调质处理时，需要考虑热影响区软化问题。调质钢的强度级别越高，软化问题越严重。软化程度和软化区的宽度与焊接线能量、焊接方法有很大关系。热源越集中的焊接方法，对减小软化越有利。 三、中碳调质钢的焊接工艺特点 （1）中碳调质钢一般在退火状态下焊接，焊后通过整体调质处理才能获得性能满足要求的均匀焊接接头。 (2) 时必须在调质后进行焊接时，热影响区性能恶化往往难以解决。 (3) 焊前所处的状态决定了焊接时出现问题的性质和采取的工艺措施。
调质钢的焊接性
碳的质量分数不超过0.21％，加入适量的合金元素Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu ,经过奥氏体化—淬火—回火热处理的钢称为低碳调质钢，常用牌号有WCF60、62、HQ70A、HQ70B、15MnMoVN、15MnMoVNRE 和14MnMoNbB等。 低碳调质钢具有高的屈服点(490-980MPa)、良好的塑性、韧性、耐磨、及耐腐蚀性。 低碳调质钢由于含碳量不高，虽含有一定量的合金元素，但焊接性较好，主要特点是：在焊接热影响区、特别是焊接热影响区的粗晶区有一定的冷裂倾向并有韧性下降的现象；在焊接热影响区受热时未完全奥氏体化的区域，以及受热时其最高温度低于Ac1、高于钢调质处理的回火温度的那个区域有软化或脆化的倾向。 常用的各种熔焊方法,都可以适用焊接低碳调质钢。 (1)焊前预热—当板厚较小或接头拘束度也较小时,焊前可不进行预热。15MnMoVN、14MnMoNbB钢。当板厚小于13mm时，通常采用不预热施焊。随着板厚的增加，为了防止产生冷裂纹，必须进行预热，但是必须严格控制预热温度，因为过高的预热温度会使热影响区的冷却速度过于缓慢,使热影响区强度下降，韧性变坏。 低碳调质钢的最低预热温度 焊件厚度15MnMoVN 14MnMoNbB <13 不预热不预热 13-16 50-100 100-150 16-19 100-150 150-200 19-22 100-150 150-200 22-25 150-200 200-250 25-35 150-200 200-250 允许的最高预热温度与表中最低值相比,不得大于65C。若有可能，可采用低温预热加后热或不预热，只采用后热的方法来防止低碳调质钢产生冷裂纹，可以减轻或消除过高的预热温度对热影响区韧性的损害。 (2)焊接材料—为防止产生冷裂纹,因此必须严格控制焊接材料的含氢量,要求所使用的焊条必须是低氢型或超低氢型的,焊前应严格按规定进行烘干、贮存。用于CO2气体保护焊的CO2气体应符合GB6052-85中规定的I级气体或II级1类气体的要求。 焊接低碳调质钢推荐用的焊接材料 钢号手弧焊焊条(熔化极气体保护焊)焊丝保护气体％ HQ70A CO2 HQ70B 或 E7015 H08Mn2NiMo Ar+CO220 15MnMoVN 或 15MnMoVNRE Ar+O21-2 15MnMoVNRE(QJ-70) E7515/E8515 H08Mn2NiMo Ar+CO220 14MnMoNbB E7515/E8515 H08Mn2NiMo Ar+O21-2 (3)焊接技术—为避免过度损伤热影响区的韧性,应避免使用过大的线能量,因此,不推荐使用大直径的焊条或焊丝。只要可能，应采用多层小焊道焊缝,最好采用窄焊道，而不采用横向摆动的运条技术。 (4)焊后热处理—大多数低碳调质钢的焊接构件都是在焊态下使用，只有在下述条件下才进行焊后热处理： 1)焊后或冷加工后的韧性过低。 2)焊后需进行高精度加工，要求保证结构尺寸的稳定性。 3)焊接结构承受应力腐蚀。 焊后热处理的温度必须低于母材调质处理的回火温度。
号钢调质处理
45#（号）钢和40C r钢的工艺是淬火加高温回火的双重，其目的是使工件具有良好的综合。 有和合金二大类，不管是还是，其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高，后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在~%。 调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火为主的显微组织。通过高温回火，得到以均匀为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞，一般只作，这就是说，淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度，回火后硬度按图要求来检查。 工件调质处理的操作，必须严格按工艺文件执行，我们只是对操作过程中如何实施工艺提些看法。 1、的调质 是中碳，冷热加工性能都不错，较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 淬火温度在A3+(30~50)℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的均匀化，就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化严重的弊病，影响淬火质量。我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。
因为45号钢低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，迅速转变为造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。 45号钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。 45号钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是得到综合，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。 2、40C r钢的调质处理 Cr能增加钢的，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调质工件，应采用C r钢。但C r钢有第二类回火脆性。 40Cr工件调质的淬回火，各种参数工艺卡片都有规定，我们在实际操作中体会是：
调质钢
碳含量0.3－0.5%，并含有一种或几种合金元素，具有较低或中等的合金化程度。钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。 热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并在500℃-650℃回火。热处理后的金相组织是回火索氏体。这种组织具有强度、塑性和韧性的良好配合。 调质钢的质量要求 除一般的冶金方面的低倍和高倍组织要求处，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏抗力较大，但也存在特有的高温回火脆性。 大多数调质钢为中碳合金结构，屈服强度（σ0.2）在490-1200Mpa。以焊接性能为突出要求的调质钢，为低碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）一般为490-800Mpa，有很高的塑性和韧性。少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度（σ0.2）可到1400Mpa以上，属高强度和超高强度调质钢。 分类 常用的合金调质钢按淬透性和强度分为4类： ①低淬透性调钢； ②中淬透性调质钢； ③较高淬透性调质钢； ④高淬透性调质钢。 力学性能 1．合金元素对力学性能的影响 淬透性能相同的钢调质到相同硬度时，抗拉强度基本相同，硬度与抗拉强度大致成直线关系。 各种成分的合金钢调质到各种硬度值时，硬度值为400HB(抗拉强度约为1400MPa)时，屈强比值最高，约为0．9，淬火状态的组织对屈强比有很大影响。 调整增加钢材淬透性的合金元素的含量，可以得到相同的淬透性能，得到相同的抗拉强度和屈服强度。因此，在选择合金元素时应优先选择增加淬透性能作用显著而价格较低的元素，如硼、锰、铬等。但是合金元素不同的钢要调质到相同的硬度所采用的回火温度各不相同，即各种钢的抗回火性能不同。 淬透性能相同的钢调质到相同硬度时，抗拉强度和屈服强度虽基本相同，但是脆性破坏倾向差别很大，低温冲击试验尤为明显。成分不同的钢
低碳调质钢的焊接.
低碳调质钢的焊接 低碳调质钢的成分是根据在调质状态下使用而设计的。这类钢多用于重要的焊接结构，对焊接质量要求高，这类钢大都在调质状态下焊接。 1）接头及坡口型式设计 对于屈服强度在600MPe以上的低碳调质钢来说，焊缝的分布及接头部位的应力集中程度都将对接头的质量有明显的影响。合理的接头应该是应力集中系数最低，具有良好的可焊接性，并便于焊后检验。为此，应尽量避免将焊缝布置在断面突然变化的部位，并要考虑便于施焊。 一般来说，应该采用对接接头焊缝，而且要求焊缝与母材交界处平滑过渡。坡口型式以U型或V型为佳，但必须要求两个坡口必须完全焊透。为了降低焊接应力，可采用双V型或双U型坡口。 2）坡口制备 低碳调质钢的坡口可以用氧-乙炔火焰切割，但切割边缘有硬化层，应通过回火或机械加工消除之。 板厚小于100mm寸，切割前不需预热。板厚超过100mm应进行100~150°C预热。 强度等级较高的钢，不宜用氧-乙炔火焰切割，应用电弧或等离子弧切割。 3）焊接方法选用 低碳调质钢在调质状态下焊接，为使回火区的软化降到最低限度，应采用比较集中的热源。（T S W 1000M Pa的钢，可用手工电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊或熔化极气体保护 焊等方法。 其中（Ts>700MPa的钢，如HY-130钢，为了获得满意的接头性能，最好用钨极氩弧焊或熔化极气体保护焊。 如由结构形式决定，确实需采用高线能量的焊接方法（如电渣焊或多丝埋弧焊），焊后必须进行调质处理。
4）焊接材料 焊接材料选用的原则依母材在热处理状态的不同而定。母材在调质状态下进行焊接时，选用的焊接材料，应保证焊态的焊缝金属与调质状态的母材具有相同的力学性能；当接头拘束度很大时，为了防止冷裂纹，可选用强度略低的填充金属。 常用的焊材选用对照表 手工电弧焊可用GB-E85系列的焊条，如E8515-X、E8518-X（J857、J857Fe）等 或ASW中E110系列的焊条。埋弧焊则用Mn-Mo Mn-Cr-Ni-Mo或Mn-Mo-V系焊 丝。 焊条必须按规定进行烘焙，烘干后应置于保温筒内，不应在大气中久放。耐吸潮低氢型焊条在350~400C烘焙1h后，可在相对湿度80%^境中放置24h,药皮含水量仍不超过规定标准。
45钢和40Cr钢调质的热处理工艺
调兵遣将质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。 调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类，不管是碳钢还是合金钢，其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。 调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞金相分析，一般只作硬度测试，这就是说，淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度，回火后硬度按图要求来检查。 工件调质处理的操作，必须严格按工艺文件执行，我们只是对操作过程中如何实施工艺提些看法。 1、45号钢的调质 45号钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 45号钢淬火温度在A3+(30~50) ℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。 因为45号钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。 45号钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。
常用材料热处理
常用材料热处理
材料热处理中的特性： 淬透性（可淬性）：指钢接受淬火的能力 零件尺寸越大，内部热容量也越大，淬火时冷却速度越慢，因此，淬透层越薄，性能越差，这种现象叫做“钢材的尺寸效应”。但淬透性大的钢，尺寸效应不明显。 由于碳钢的淬透性低，在设计大尺寸零件时用碳钢正火比调质更经济。 常用钢种的临界淬透直径De mm 常用材料的工作条件和热处理 渗碳钢：（含碳量0.1～0.25％） 10、15、20、 15Cr、20Cr、20Mn2、20CrMn、20CrMnVB 25MnTiB、18CrMnTi、20CrMnTi、20CrMnMo 30CrMnTi、20Cr2Ni4A、12CrNi3A、18Cr2Ni4W A
渗碳钢在高温下长时间保温，晶粒易于长大，恶化钢的性能。 表面含碳量在0.85～1.05％，表层硬度≥56～65(HRC) 心部含碳量在0.18～0.25％，HRC30~45 含碳量在0.3％时，HRC30~47 常用渗碳钢渗碳后的硬度 调质钢（含碳量0.25～0.5％） 40、45、40Cr、50Mn2、35CrMo、30CrMnSi、 40CrMnMo、40MnB、40MnVB、40CrNiMoA 38CrMoAlA 碳素调质钢淬透性低。 常用调质钢的调质硬度 调质钢对表面耐磨性要求较高时还需高频淬火，要求耐磨性更高时则需渗氮。
弹簧钢含碳量：碳素弹簧钢0.6～0.9％ 合金弹簧钢0.45-0.7％ 弹簧钢的选用： 钢丝直径<12～15mm 65、75 弹簧≤25mm 65Mn、55Si2Mn 60Si2Mn、70Si3MnA 钢丝直径≤30mm 50CrVA、50CrMnVA 重要弹簧 60Si2CrVA、65Si2MnVA 弹簧钢的热处理一般是淬火加中温回火 热处理的硬度一般为 HRC41-48 对于一般小弹簧（钢丝截面D<10mm）不淬火，只作250～300去应力处理。 65Mn淬硬性好，硬度≥HRC59。 轴承钢含碳量0.95～1.10％ 含铬量0.5～1.65％ GCr9 GCr15 GCr15SiMn GsiMnV GMnMoVRE GSiMnMoV GSiMnVRE GSiMnMoVRE GMnMoV 轴承承受高压集中周期性交变载荷，由转动和滑动产生极大的摩擦。 轴承钢一般首先进行球化退火—淬火—低温回火，硬度为HRC61-65。
材料焊接性课后答案
第三章：合金结构焊接热影响区（HAZ）最高硬度 焊接热影响区（heat affected zone,简称HAZ）最高硬度，是指焊接后焊接接头中的热影响区硬度的最高值。一般其硬度值采用维氏硬度来表示，例如HV10。是评价钢种焊接性的重要指标之一，比碳当量更为准确。采用焊接热影响区最高硬度作为一个因子来评价金属焊接性（包括冷裂纹敏感性），不仅反映钢钟化学成分的作用，还反映了焊接工艺参数影响下形成的不同组织形态的作用。因为硬度与强度有一定的头条，即强度高，对应的硬度也高。因此焊接热影响区最高硬度也反映了焊接热影响区的强度，而焊接热影响区的强度超高，会导致其塑性降低，从而易形成裂纹或裂纹易于扩展。另外，不同的组织形态的硬度值也不一样，在钢中，高碳马氏体（孪晶马氏体）的硬度值最高，且高碳马氏体的塑性、韧性最差，所以焊接热影响区最高硬度也可以间接反映接头的性能。焊接热影响区的最高硬度值的数值越高，其对就的强度就越高，韧性、塑性就越差。因些，重要结构中，对焊接热影响区最高硬度有一定的限制，并作为评价指标之一。 钢 1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？ 答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝氏体、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接方法。 2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。 答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，Q345钢经过600℃×1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA.电渣焊：焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。预热温度：100～150℃。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600～650℃回火。电渣焊900～930℃正火，600～650℃回火
低碳合金钢铸件热处理调质工艺
低碳合金钢铸件热处理调质工艺 材料：34CrNiMo 热处理进度---------时间记录曲线 淬火（℃）温度（℃） 860℃±10℃630℃±10℃ 均均 0.6min/mm 油 2min/mm 空 温温 0 时间（t） 0 时间（t） 工艺针对紫圣（TDS 4090-38513）标准 热处理性能要求： 直径或厚度屈服强度抗拉强度伸长率断面收缩率冲击功硬度值d≤100 800 1000 11 50 HB260-300 100≤d≤160 700 900 12 160≤d≤250 600 800 13 ＞250 540 735 13 1、装炉时：核对委托单位物流号、图件号、工件编号，工件与工件之间相互留有20～ 30mm间隙。 2、工件允许叠装，上层与下层之间要有20～30mm间隙。 3、同一批次编号装一炉，一炉装不下装两炉，以此类推，做好记号，同时，现场拍照备案。 4、对大件有效尺寸≥300mm时，升温到600℃～650℃时根据工件形状需作1～3h停留均热。 5、调质工件合格后，装盘按原顺序编号，待运。
材料：42CrMo ?80 热处理进度---------时间记录曲线 淬火（℃）温度（℃） 860℃±10℃620℃±10℃ 均均 0.6min/mm 油 2min/mm 空 温温 0 时间（t） 0 时间（t） 工艺针对紫圣（TDS 4090-38508e）标准 热处理性能要求： 直径或厚度屈服强度抗拉强度伸长率断面收缩率冲击功硬度值≤25 930 1000 11 41 25≤d≤100 700 900 12 HB240-280 100≤d≤250 600 800 13 ＞250 540 735 13 6、装炉时：核对委托单位物流号、图件号、工件编号，工件与工件之间相互留有20～ 30mm间隙。 7、工件允许叠装，上层与下层之间要有20～30mm间隙。 8、同一批次编号装一炉，一炉装不下装两炉，以此类推，做好记号，同时，现场拍照备案。 9、对大件有效尺寸≥300mm时，升温到600℃～650℃时根据工件形状需作1～3h停留均热。 10、调质工件合格后，装盘按原顺序编号，待运。
焊接冶金学课后答案
第三章：合金结构钢 1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？ 答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。 2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不
需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，Q345钢经过600℃×1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA.电渣焊：焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。预热温度：100～150℃。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600～650℃回火。电渣焊900～930℃正火，600～650℃回火 3.Q345与Q390焊接性有何差异？Q345焊接工艺是否适用于Q390焊接，为什么？ 答：Q345与Q390都属于热轧钢，化学成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，从而使Q390的碳当量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工艺不一定适用于Q390的焊接，因为Q390的碳当量较大，一级Q345的热输入叫宽，有可能使Q390的热输入过大会引起接头区过热的加
常用钢材型性能特性
常用钢材型号、性能特性 45?——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢 主要特征:?最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。 应用举例:?主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。 Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢 主要特征:?具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。 应用举例:?广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 表示方法： ①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa，例如Q235表示屈服点（σs）为235MPa的碳素结构钢。 ② ?必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、 B、C、D。A指不做冲击，B在20度以上，C在0度以上，D在-20度以上，A到D所不同的，指的是它们性能中冲击温度的不同。分别为：Q235A级，是不作冲击韧性试验要求；Q235B级，是作常温（20℃）冲击韧性试验；Q235C级，是作0℃冲击韧性试验；Q235D级，是作-20℃冲击韧性试验。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 ③专门用途的碳素钢，例如桥用钢。
④Q代表钢的屈服强度，其后数字表示屈服强度值（MPa），必要时数字后标出质量等级（A、B、C、D、E）和脱氧方法（F、b、Z）。 40Cr ——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢 主要特征：经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 应用举例：调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。 HT150——灰铸铁 HT150 表示灰铸铁，抗拉强度为150MPa。 主要特征：属于中强度铸铁件，铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，可不用人工时效；有一定机械强度和良好的减震性。 应用举例：齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等。 35——各种标准件、紧固件的常用材料 主要特征：强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用。 应用举例：适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件。
非调质钢简介及牌号
非调质钢简介 (整理点资料) 1)名称: 非调质钢，西方国家把它叫作MICROALLOYED STEEL,译成中文意思是微合金钢。 2) 成份和优点：所谓非调质钢，是指在中碳钢中加入微量的V、Nb、Ti 等合金元素而行成的一种新钢种。在大多数情况下加入的微合金的总量一般不超过百分之零点二五（0.25％）。 世界上第一个非调质钢是由德国的GERLACH公司在1970年推出的，这家公司用他们自己刚刚研制成功的非调质取代原来使用的调质钢CK45钢生产曲轴，取得了很好的效益。由於使用非调质钢生产锻件可以省去调质处理即(淬火＋高温回火)过程中的两次加热而耗费的能量，因此具有节能和环保的优点，被称为绿色钢种。 1973年中东战争暴发，石油价格高起，迫使人们更加关注节能降耗，在这种背景下非调质钢的开发和利用在西方掀起了高潮，各国相继推出了自己的非调质钢。到1984年日本有60%的曲轴和50%的连杆都是用非调质钢锻成的。德国人说，使用49MnVS3非调质钢代替调质钢生产连杆可以省去占总成本6%的热处理费用，日本爱知公司说，用非调质钢可以使成本下降18%。 3)非调质钢的强化机理： 无论是用调质钢还是用非调质钢生产锻件，锻件在锻成后如果不经过强化处理是不能使用的，不同的钢，强化的机理是不同
的。调质钢的强化机理是：先通过淬火。让钢变成马氏体组质，然后再通过回火处理使马氏体变成回火索氏体，回火索氏体是一种稳定组织，具有良好的综合机械性能。而非调质钢的强化机理是：首先，非调质钢中的V、Nb、Ti等合金元素形成的合金碳氮化合物在锻造前的加热过程中充分地溶入到了奥氏体中，然后，在锻后的冷却过程中这些合金碳氮化合物又从奥氏体中析出，形成无数个微小而且弥散分布的合金碳氮化合物，随着温度的进一步下降发生沉淀强化。与此同时，从钢中析出的细小铁素体通过分割和细化奥氏体使得钢的强度和硬度得以提高。在上述两种力的综合作用下使钢得到了强化。 4)非调质钢的发展过程： 非调质钢的发展经历了三个阶段，第一代非调质钢是铁素体—珠光体型非调质钢。第二代是贝氏体型非调质钢，第三代是低碳马氏体型非调质钢。 4.1）铁素体—珠光体型非调质钢是目前用量最大的非调质钢，，约占总用量的60%以上。与调质钢相比，它的强度有余而韧性不足，因此，必需在保证强度的前题条件下设法提高韧性。日本钢铁公司的研究人员发现通过适当控制生产工艺，让奥氏体晶体内行成大量的铁素体成核核心P1，然后在相变时铁素体不仅在晶界上形成，也在奥氏体晶包内形成。这些细小，而且分布均匀的铁素体，使得钢的韧性显著提高。
40Cr是调质钢焊接方法
507焊条能焊40Cr吗 浏览次数：906次悬赏分：10 |解决时间：2009-7-23 19:43 |提问者：lxz881209 问题补充： 我加工的工件由于端面有缺陷，想补焊再重新加工。用牌号507焊条是否合适，请有经验的师傅给予解惑，谢谢！！急需！！ 最佳答案 507焊条焊条焊后调质不能与40Cr硬度相等，基本淬不上火。用107Cr焊条补焊后可以调质。等同40Cr。不过焊接前预热200度，焊后去应力。 40Cr钢材是中碳调制钢，冷镦模具钢。该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。正火可促进组织球化，改进硬度小于160HBS毛坯的切削性能。在温度550~570℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。该钢的淬透性高于45钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。 1、一般在退火（正火）状态下进行焊接。 2、焊接方法不受限制 3、用较大线能量，适当提高预热温度，一般预热温度及层间温度可控制在250～300℃之间。 4、焊接材料应保证熔敷金属的成分与母材基本相同，如J107－Cr 5、焊后应及时进行调质热处理。若及时进行调质处理有困难，可进行中间退火或在高于预热的温度下保温一段时间，以排除扩散氢并软化组织。对结构复杂、焊缝较多的产品，可在焊完一定数量的焊缝后，进行一次中间退火。 40Cr是调质钢，焊后要保证其调质性能很难，你是要进行补焊吧，如果是局部补焊的话可以采用J507或者是奥氏体焊条进行，但是焊后均不能调质。采用 R307焊条进行焊接，焊缝强度要高一些，接头性能也不错。 介绍点经验供参考,选用J507焊条,经3OO度烘干2小时,随用随取,母材按常规清理干净,根据接头,选择坡口型式,定位焊时应加热150度左右,定位焊缝不小于80MM,正式焊接前加热250度左右,40Cr一侧温度稍高些,{防止延迟裂纹},操作中力求短弧,焊接电流取小值,40Cr一侧尽量降低熔合比,焊完后不需清渣立即保温,使其缓冷. 焊后轻轻敲打焊缝能减少内在应力。少量补焊应力不大的。 40Cr是调质钢，焊后要保证其调质性能很难，你是要进行补焊吧，如果是局部补焊的话可以采用J507或者是奥氏体焊条进行，但是焊后均不能调质。采用 R307焊条进行焊接，焊缝强度要高一些，接头性能也不错。 介绍点经验供参考,选用J507焊条,经3OO度烘干2小时,随用随取,母材按常规清理干净,根据接头,选择坡口型式,定位焊时应加热150度左右,定位焊缝不小于80MM,正式焊接前加热250度左右,40Cr一侧温度稍高些,{防止延迟裂纹},操作中力求短弧,焊接电流取小值,40Cr一侧尽量降低熔合比,焊完后不需清渣立即保温,使其缓冷. 焊后轻轻敲打焊缝能减少内在应力。少量补焊应力不大的。