耐热金属的焊接PDF电子书下载

第1章　耐热钢和耐热合金 1

1.1　耐热钢和耐热合金的分类 1

1.1.1　耐热钢的分类 1

1.1.2　耐热合金的分类 3

1.2　耐热钢和耐热合金的化学成分和性能 5

1.2.1　高温强度 6

1.2.2　应力松弛性能 7

1.2.3　组织稳定性 8

1.2.4　高温氧化和热腐蚀 9

1.3　我国的耐热钢和耐热合金 11

1.3.1　抗氧化钢和气阀钢 11

1.3.2　热强钢 13

1.3.3　耐热合金 13

参考文献 37

第2章　珠光体耐热钢的焊接 38

2.1　概述 38

2.2　珠光体耐热钢的种类和性能 40

2.2.1　珠光体耐热钢的种类及化学成分 40

2.2.2　珠光体耐热钢的性能 40

2.3　珠光体耐热钢的焊接性 54

2.3.1　焊接性的概念 54

2.3.2　化学成分对珠光体耐热钢焊接性的影响 55

2.3.3　珠光体耐热钢的焊接裂纹 57

2.4　珠光体耐热钢可以采用的焊接方法 68

2.4.1　概述 68

2.4.2　电弧焊 69

2.4.3　电渣焊 79

2.5　焊接接头性能 80

2.5.1 预热和焊后热处理对焊接接头性能的影响 80

2.5.2　焊接接头的铁素体带对焊接接头性能的影响 87

2.5.3　焊接接头性能 88

2.6　典型低合金耐热钢的焊接 98

2.6.1　概述 98

2.6.2 DIN17155（0.3Mo）钢的焊接 99

2.6.3 12CrMo（0.5Cr-0.5Mo）钢的焊接 101

2.6.4 SA387-Cr12（1Cr-0.5Mo）珠光体耐热钢的焊接 103

2.6.5　国产15CrMo（1Cr-0.5Mo）钢的焊接 105

2.6.6 1.25Cr-0.5Mo钢的焊接 109

2.6.7 12Cr1MoV（1Cr-Mo-V）钢的焊接 112

2.6.8 1.5Cr-1Mo-V钢的焊接 115

2.6.9 10CrMo910（2.25Cr-1Mo）钢的焊接 117

2.6.10 12Cr2MoWVTiB（钢102）钢的焊接 125

2.6.11 12Cr3MoVSiTiB（Ⅱ11）钢的焊接 128

2.6.12 STFA26（9Cr-1Mo）耐热钢的焊接 132

2.7　异种材料的焊接 133

2.7.1 珠光体钢之间异种材料的焊接 135

2.7.2　珠光体钢与奥氏体钢之间异种材料的焊接 136

2.7.3 HK-40与Cr5Mo异种钢焊接 137

参考文献 141

第3章　耐热不锈钢的焊接 143

3.1　概述 143

3.1.1　耐热不锈钢的物理性能 143

3.1.2　耐热不锈钢的化学成分 143

3.1.3　耐热不锈钢的高温力学性能 145

3.2　奥氏体耐热不锈钢的焊接 148

3.2.1　奥氏体耐热不锈钢的特性 148

3.2.2　奥氏体耐热不锈钢的焊接性 154

3.2.3　奥氏体钢焊接接头的高温性能 157

3.2.4　奥氏体钢焊接接头的辐射损坏 162

3.2.5　奥氏体耐热不锈钢的焊接工艺 164

3.2.6　奥氏体耐热不锈钢X8钢的焊接 174

3.2.7 Cr25Ni20奥氏体耐热不锈钢炉管的焊接 175

3.2.8 X12CrNiSi1636奥氏体耐热不锈钢焊接 176

3.3　马氏体耐热不锈钢的焊接 178

3.3.1　马氏体耐热不锈钢的焊接性 178

3.3.2　马氏体耐热不锈钢的焊接工艺特点 180

3.3.3 X20CrMoV121（F12）钢的焊接 183

3.4　高铬铁素体耐热不锈钢的焊接 190

3.4.1　高铬铁素体耐热不锈钢的特性 190

3.4.2　高铬铁素体耐热不锈钢的焊接特点 191

3.5　铸造奥氏体耐热不锈钢炉管的焊接 192

3.5.1　铸造耐热不锈钢炉管的特性 192

3.5.2　铸造耐热不锈钢炉管的焊接性 193

3.5.3　高温铸造炉管长期工作的问题 194

3.5.4 HK-40铸造耐热不锈钢炉管的焊接 196

3.5.5 HP-40Nb铸造耐热不锈钢炉管的焊接 198

3.5.6 HP45NbTi铸造耐热不锈钢炉管的焊接 200

3.5.7　损伤炉管的焊接修复 202

参考文献 206

第4章　新型耐热钢的焊接 207

4.1　铁素体耐热钢的发展 207

4.1.1　普通铁素体耐热钢的发展 207

4.1.2 新型铁素体耐热钢的发展 207

4.1.3　新型铁素体耐热钢的化学成分和力学性能 209

4.2　钢的强韧化 212

4.2.1　钢的强化 212

4.2.2　钢的强韧化 212

4.2.3　新型铁素体耐热钢 214

4.3　新型铁素体耐热钢的焊接性 215

4.3.1　焊接裂纹敏感性 215

4.3.2　新型铁素体耐热钢焊缝金属的韧性 216

4.3.3　新型铁素体耐热钢的时效倾向 219

4.3.4　新型铁素体耐热钢焊缝金属中的δ相 220

4.3.5　新型马氏体耐热钢焊接接头的蠕变断裂强度 221

4.4　T23钢及T24钢的焊接 224

4.4.1　T23钢及T24钢的化学成分及物理性能和热处理 224

4.4.2　T23钢及T24钢的力学性能 225

4.4.3　T23钢及T24钢的焊接性 225

4.4.4　T23钢焊接工艺 227

4.4.5　焊接工艺举例 231

4.5 T91/P91钢的焊接 231

4.5.1　T91/P91钢的化学成分、力学性能和主要物理性能 232

4.5.2　T91/P91钢的焊接 233

4.5.3 SA-335P91（T91/P91）钢的焊接 238

4.6　T91钢的高温蠕变断裂强度的变化 241

4.6.1 T91钢的高温蠕变断裂强度的下降 241

4.6.2　T91钢的高温蠕变断裂强度的改善 244

4.7　E911钢的性能及焊接 247

4.7.1 E911钢的化学成分及热处理 247

4.7.2 E911钢的焊接 248

4.8　T92/P92钢的性能及焊接 251

4.8.1　T92/P92钢的化学成分及热处理 251

4.8.2　T92/P92钢的性能 252

4.8.3　T92/P92钢的焊接 254

4.8.4　T92/P92钢焊接工艺 259

4.9　新型12Cr耐热钢的焊接 262

4.9.1　适用于高温蒸汽条件下的12Cr转子钢MTR10A钢 262

4.9.2 T122/P122钢的焊接 264

4.9.3　T122/P122钢和其他钢的异种钢焊接 268

4.9.4 T122/P122钢焊接实例 268

4.10　新型奥氏体耐热钢的焊接 269

4.10.1　奥氏体耐热钢的发展 269

4.10.2　新型奥氏体耐热钢的化学成分和性能 270

4.10.3　新型奥氏体耐热钢的焊接 276

参考文献 280

第5章　铁基耐热超合金的焊接 281

5.1 铁基耐热超合金的化学成分和用途 281

5.1.1　铁基耐热超合金的化学成分 281

5.1.2　铁基耐热超合金的用途 282

5.2　铁基耐热超合金的性能和组织 282

5.2.1　物理和化学性能 282

5.2.2　力学性能 284

5.2.3　组织和性能 285

5.3　铁基耐热超合金的焊接热裂纹 288

5.3.1　焊缝金属中的热裂纹 288

5.3.2　热影响区的液化裂纹 290

5.4　铁基耐热超合金的焊接技术措施 292

5.4.1　母材的选择 292

5.4.2　坡口形状 292

5.4.3　焊前热处理 292

5.4.4　焊前清理 293

5.4.5　夹具 293

5.4.6　焊接材料的选择 293

5.4.7　焊接条件 293

5.5　铁基耐热超合金的焊接工艺 293

5.5.1　电弧焊 293

5.5.2　电子束焊 295

5.5.3　电阻焊 296

5.5.4　钎焊 297

5.5.5　其他焊接方法 297

5.6　焊接接头的力学性能 297

5.6.1 电弧焊焊接接头的力学性能 297

5.6.2　其他焊接方法的接头强度 300

5.6.3　焊接接头的耐蚀性 301

5.7　异种材料的焊接 302

5.8　典型铁基耐热超合金Incoloy 825的焊接 303

5.8.1 Incoloy 825铁基耐热超合金的化学成分和物理性能 303

5.8.2　Incoloy 825铁基耐热超合金的焊接性能 303

5.8.3　Incoloy 825铁基耐热超合金的焊接 303

参考文献 305

第6章　镍基耐热超合金的焊接 306

6.1 镍基耐热超合金的种类和性能 306

6.1.1　镍基耐热超合金的种类和化学成分 306

6.1.2　镍基耐热超合金的用途 308

6.1.3　镍基耐热超合金的物理和化学性能 308

6.2　镍基耐热超合金的组织 309

6.2.1　合金元素的作用 309

6.2.2　析出相 309

6.2.3　镍基耐热超合金的强化机构 316

6.3　镍基耐热超合金的力学性能 316

6.3.1　镍基耐热超合金的抗拉性能 316

6.3.2　镍基耐热超合金的蠕变断裂强度 317

6.3.3　镍基耐热超合金的疲劳性能 317

6.4　镍基耐热超合金的焊接性 320

6.4.1　气孔 320

6.4.2　焊缝金属中的结晶裂纹 321

6.4.3　热影响区中的液化裂纹 324

6.4.4　低塑性裂纹 326

6.4.5　热影响区中的再热裂纹 326

6.4.6　高温失塑裂纹 328

6.4.7　加热时镍基耐热超合金的晶粒尺寸的变化 330

6.4.8　扩散焊结合界面的强度低下 330

6.5　镍基耐热超合金焊接工艺 330

6.5.1　焊接前后的处理 330

6.5.2　焊接坡口 331

6.5.3　焊接方法 332

6.6　镍基耐热超合金的焊接接头性能 349

6.6.1　抗拉性能 349

6.6.2　蠕变断裂特性 352

6.7　异种材料焊接和堆焊 354

6.7.1　镍基耐热超合金同其他材料焊接和堆焊简述 354

6.7.2 Inconel 600与奥氏体不锈钢的焊接 355

6.7.3　钴基合金在镍基合金上的堆焊 357

6.8　典型镍基耐热超合金的焊接 358

6.8.1　哈氏耐腐蚀合金的焊接 358

6.8.2　哈氏合金C-22的焊接 358

6.9　颗粒增强耐热超合金复合材料的焊接 361

6.9.1　概述 361

6.9.2　物理性能 362

6.9.3　力学性能 362

6.9.4　镍基颗粒增强耐热复合材料的焊接 364

参考文献 367

第7章　钴基耐热超合金的焊接 368

7.1　钴基耐热超合金的化学成分和物理性能 368

7.1.1　钴基耐热超合金的分类和化学成分 368

7.1.2　钴基耐热超合金的物理性能 370

7.2　钴基耐热超合金的析出相 370

7.3　钴基耐热超合金的力学性能 372

7.4　钴基耐热超合金的焊接方法 373

7.4.1　焊前处理 373

7.4.2　焊接方法 373

7.5　钴基耐热超合金的焊接接头的力学性能 376

7.5.1　钴基耐热超合金的焊接接头的抗拉性能 376

7.5.2　钴基耐热超合金的焊接接头的热疲劳性能 378

7.5.3　钴基耐热超合金焊接接头的蠕变权限 378

参考文献 379

第8章　高熔点金属的焊接 380

8.1 高熔点金属的化学成分及物理性能 380

8.1.1　高熔点金属的化学成分 380

8.1.2　高熔点金属的物理性能 382

8.2　高熔点金属的冶金性能 383

8.2.1　脆性转变现象 383

8.2.2　高熔点金属与气体的反应 384

8.2.3　高熔点金属的加工组织 384

8.2.4　高熔点金属的生产与力学性能 384

8.3 Mo及其合金的焊接 384

8.3.1 Mo的物理和化学性能 384

8.3.2 Mo及其合金的化学成分 385

8.3.3 Mo及其合金的焊接性 386

8.3.4 Mo及其合金的焊接工艺 389

8.3.5 Mo与其他金属的焊接 392

8.4 Nb及其合金的焊接 400

8.4.1 Nb及其合金的热处理 400

8.4.2　焊前处理 400

8.4.3　电弧焊 401

8.4.4　电子束焊 402

8.4.5　电阻焊和扩散焊 402

8.4.6　钎焊 403

8.4.7　铌与钢的焊接 403

8.5 W及其合金的焊接 404

8.5.1　焊前处理 404

8.5.2　电弧焊 404

8.5.3　电子束焊 405

8.5.4　电阻焊和扩散焊 405

8.5.5　钨与钢的焊接 406

8.6 Ta及其合金的焊接 407

8.6.1 Ta的化学成分和力学性能 407

8.6.2　焊接性 407

8.6.3　焊接工艺 410

参考文献 413

附录 414

附录A B？hler Thysson焊接技术集团公司用于电力设备的焊接材料 414

附录B　瑞士OERLIKON公司用于电力设备的焊接材料 420

附录C　英国METRODE公司用于电力设备的焊接材料 424