Nb对低碳钢焊接区组织和性能的影响
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合金元素对焊接性能的影响1、碳(C):对焊接性及焊缝金属组织性能的影响主要表现在提高强度和硬度,但随着强度和硬度的提高,焊缝金属的塑性、韧性下降。
2、锰(Mn):来自生铁与脱氧剂。
Mn有很好的脱氧能力,能清除钢中的FeO,还能与S形成MnS,以消除S的有害作用。
这些反应产物大部分进入炉渣而被去除,小部分残留于钢中成为非金属夹杂物。
因此,Mn能改善钢的品质,降低钢的脆性,提高钢的热加工性能。
Mn除了形成MnO和MnS作为杂质存在于钢中以外,在室温下Mn能溶于铁素体中,对钢有一定的强化作用。
3、硅(Si):来自生铁与脱氧剂。
Si脱氧能力比Mn强,是主要的脱氧剂,能消除FeO夹杂对钢的不良影响。
Si能与FeO作用而形成SiO2,然后进入炉渣而被排除。
Si除了形成SiO2,作为杂质存在于钢中以外,在室温下Si大部分溶于铁素体中,因此Si对钢有强化作用。
4、铬(Cr):是不锈中的主加元素,Cr与氧生成Cr2O3保护膜,防止氧化,但Cr与C能形成Cr23C6,是导致不锈钢晶间腐蚀的主要原因。
在低合金钢中Cr含量小于1.6%,提高钢的淬透性,不降低钢的冲击韧度。
5、镍(Ni):在钢中加入镍,可以提高钢的强度和冲击韧度,Ni与Cr配合加入效果更佳。
一般增加低合金钢中的Ni含量会提高钢的屈服强度,但钢中Ni含量较高时热裂纹(主要是液化裂纹)倾向明显增加。
6、钛(Ti):与O的亲和力很大,以微小颗粒氧化物的形式弥散分布于焊缝中,可以促进焊缝金属晶粒细化。
Ti 与C形成的TiC粒子对焊缝起弥散强化作用。
Ti与B同时加入对焊缝性能的影响最佳,低合金钢中Ti 、B含量的最佳范围Ti =0.01%~0.02%,B=0.002%~0.006%。
7、钼(Mo):低合金钢焊缝中加入少量的Mo不仅提高强度,同时也能改善韧性。
向焊缝中再加入微量Ti,更能发挥Mo的有益作用,使焊缝金属的组织更加均匀,冲击韧性显著提高。
对于Mo-Ti系焊缝金属,当Mo=0.20%~0.35%,Ti=0.03%~0.05%时,可得到均匀的细晶粒铁素体组织,焊缝具有良好的韧性。
(1)查下稀土(铌Nb)对低碳钢的组织影响。
如,Nb的加入,会减小母相的层错能,增大新相的应变能,使板条宽度减小,还有Nb是强碳化元素,使C原子偏聚在晶界,起钉扎作用,等等一些影响。
查好了发word给我,带上参考文献文献搜索工具:1、万方、维普、知网2、goole-学术搜索-(2)查下低碳钢准解理断裂及解理断裂中裂纹传播路径及影响因素。
附上文献(一)Nb在钢中阻止再结晶的进行和阻碍再结晶晶粒长大的作用显著,原因是Nb的碳氮化物在轧钢时可以“钉扎”晶界,“钉扎力”大于该温度下的再结晶驱动力。
含Nb钢中有板状粗大析出物(富N的Nb(C,N))和细小的球状析出物(富C的Nb(c,N)),其中富c的Nb(C,N)可有效地钉扎晶界,Nb还可以与碳、氮结合形成NbC—NbCo.孙NbN等相,在再结晶过程中,因NbC、NbN、Nb(CN)对位错的钉扎和阻止亚晶界的迁移使再结晶时间大大延长,且随析出量的增加而增大。
Nb的碳化物和氮化物在800~900℃都有一定的溶解,从而在随后的空冷过程中能析出更多细小弥散分布的Nb的碳氮化物,对晶粒长大具有强烈的阻碍作用∞J。
另外,由于Nb的原子半径比铁大得多,固溶态Nb在晶界富集浓度高达1.O%以上(原子比),而晶内较低,所以Nb具有强烈的拖曳晶界移动能力,这种作用远高于固溶Ti。
Nb的双重作用表现出提高了再结晶的温度、阻止晶粒长大的最终效果。
(二)1、铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。
在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。
铌可改善焊接性能。
在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。
2、固溶强化作用很明显,提高钢的淬透性(溶于奥氏体时),增加回火稳定性,有二次硬化作用,提高钢的强度、冲击韧性,当含量高时(大于碳含量的8倍),使钢具有良好的抗氢性能,并提高热强钢的高温性能(蠕变强度等)。
3、铌的有益作用是:1)能生成高度分散的强固的碳化物NbC(熔点3500℃),所以可细化晶粒,直加热至于1100~1200℃,仍可阻止晶粒长大。
焊接冶金与焊接性答案【篇一:焊接冶金学课后答案】>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剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大,过热区的脆化也变的严重。
4.低合金高强钢焊接时,选择焊接材料的原则是什么?焊后热处理对焊接材料有什么影响?答:选择原则:考虑焊缝及热影响区组织状态对焊接接头强韧性的影响。
钢铁中所含元素在钢铁应用的作用2008-11-12 15:201、磷(P):使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性;但可改善钢的切削性能。
2、硅(Si):能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。
冶炼中的脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。
3、锰(Mm):能提高钢的强度和硬度及耐磨性。
冶炼时的脱氧剂和脱硫剂。
4、铬(Cr):能增加钢的机械性能和耐磨性,可增大钢的淬火度和淬火后的变形能力。
同时又可增加钢的硬度、弹性、抗磁力和抗强力,增加钢的耐蚀性和耐热性等。
5、镍(Ni):可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、导磁性等。
增加钢的淬透性及硬度。
6、钒(V):可赋于钢的一些特殊机械性能:如提高抗张强度和屈服点,明显提高钢的高温强度。
7、钛(Ti):可防止和减少钢中气泡的产生,提高钢的硬度、细化晶粒、降低钢的时效敏感性、冷脆性和腐蚀性。
8、铜(Cu):一般如P、S一样是残留有害元素。
Cu的存在会降低钢的机械性能,破坏钢的焊接性能,会使钢在锻轧等加工时产生热脆性。
钢中加入一定量的Cu,可提高钢的退火硬度,降低成本。
若含Cu 0.15~0.25%时,可使钢的耐大气腐蚀的性能。
9、铝(Al):(1)低碳结构钢中 0.5~1%的Al有助于增加钢的硬度和强度;(2)铬钼钢和铬钢中含Al可增加其耐磨性;(3)高碳工具钢中Al的存在可使产生淬火脆性。
10、钨(W):可提高钢的蠕变强度,又是钢中碳化物的强促进剂,每1%的W可提高钢的抗张强度和屈服点4×9.8N/cm²,并使其具有回火稳定性和高温强度。
11、钼(Mo):可增加钢的强度又不致降低钢的可塑性和韧性,同时又能使钢在高温下具有足够的强度,能改善钢的冷脆性和耐磨性等。
12、钴(Co):可以提高和改善钢的高温性能,增加其红硬性,提高钢的抗氧化性和耐蚀性能等。
13、铌(Nb):可使钢的晶粒细化,降低钢的过热敏感性及回火脆性;改善钢的焊接性能,提高耐热钢的强度和抗蚀性等。