钢的焊接脆化PDF电子书下载

第一章 钢材的脆性破坏 1

1-1 钢材的脆性破坏及其特征 1

一、焊接结构的脆性破坏 1

二、金属断裂的分类 1

三、金属断口的形貌 2

四、金属脆性断裂的特点 4

1-2 脆性试验 6

一、脆性的判据 6

二、脆性试验方法 7

一、产生脆性破坏的条件 10

1-3 脆性破坏的条件 10

二、脆性破坏扩展的条件 11

三、脆性破坏机构 12

1-4 影响金属脆性的因素 13

一、温度的影响 13

二、应力因素的影响 14

三、冶金因素的影响 15

参考文献 16

第二章 钢中氢的行为及氢脆 17

2-1 氢在钢中的溶解、扩散和逸出 17

一、氢在钢中的溶解 17

二、氢的扩散和逸出 18

三、影响氢扩散系数的主要因素 19

四、氢的溶解度和扩散系数变化的原因 20

2-2 钢中氢行为及氢脆试验方法 21

一、钢中氢行为的试验方法 21

二、钢的氢脆试验方法 24

2-3 钢的氢脆行为 25

一、钢的氢脆特点 25

二、钢氢脆的宏观行为 26

三、钢氢脆的微观行为 28

四、氢与位错作用引起钢的氢脆 31

一、氢脆断口形态 33

2-4 氢脆断口形态 33

二、氢脆断口与组织、温度的关系 34

三、氢致延迟裂纹的断口 37

四、氢致延迟裂纹扩展中的塑性行为 43

2-5 焊接接头氢的扩散行为 44

2-6 影响钢氢脆的因素及防止措施 48

一、减少扩散氢含量 48

二、化学成分的影响 48

三、显微组织的影响 49

六、焊缝金属的影响 50

七、预热的影响 50

五、焊接规范的影响 50

四、晶粒度的影响 50

八、紧急后热的影响 51

九、多层焊的影响 52

十、奥氏体焊条的影响 52

2-7 关于氢脆的微观机理 52

一、氢气压力理论 52

二、氢吸附理论 53

三、晶格脆化理论 53

2-8 氢蚀 54

四、氢脆位错理论 54

参考文献 55

第三章 低合金钢焊缝金属的组织和韧性 58

3-1 金属的韧性和韧化的基本概念 58

一、金属的韧性 58

二、金属的韧化 58

3-2 焊缝金属的组织 61

一、低碳低合金结构钢焊缝金属中铁素体的形成温度及组织形态 61

二、焊缝金属连续冷却组织转变(WM-CCT)图 63

三、根据WM-CCT图来推断焊缝金属相变过程 64

3-3 氧对焊缝金属组织和韧性的影响 65

一、氧对夏比冲击性能的影响 65

三、氧含量对奥氏体晶粒度的影响 66

二、氧对WM-CCT图的影响 66

四、氧含量对韧性影响的机理 68

3-4 焊接热循环对焊缝金属组织和韧性的影响 68

一、焊缝金属组织和韧性的关系 68

二、焊缝金属的结晶组织形态 70

三、奥氏体化过程对焊缝组织和韧性的影响 70

四、奥氏体分解条件对焊缝组织和韧性的影响 71

3-5 合金元素对焊缝金属韧性的影响 72

一、碳的影响 72

二、锰的影响 72

四、锰和镍的综合影响 73

三、镍的影响 73

五、锆的影响 74

六、稀土元素的影响 74

七、氮的影响 77

八、微量元素Nb、V、Ti、B的影响 77

九、焊缝金属最佳合金成分计算 77

3-6 非调质钢焊缝金属的组织和韧性 79

一、Si-Mn系焊缝金属的组织和韧性 79

二、Si-Mn系焊缝金属组织和韧性的改善 80

三、Ti-B系焊缝金属的组织和韧性 83

四、改善焊缝金属韧性的途径 87

五、多层焊焊缝金属的韧性 87

二、合金元素的影响 89

一、焊缝金属的显微组织 89

3-7 低碳调质高强钢焊缝金属的组织和韧性 89

三、焊缝金属的韧性 91

参考文献 93

第四章 焊接热影响区的组织和韧性 95

4-1 快速加热冷却中的相变 95

4-2 焊接热影响区的晶粒成长与细化 97

一、恒温加热及热循环过程中的晶粒长大 97

二、焊接热影响区晶粒长大的特点 98

三、焊接热影响区晶粒长大的影响因素 99

四、晶粒的细化 103

二、调质钢 104

4-3 焊接热影响区组织和韧性分布 104

一、非调质钢 104

4-4 焊接热影响区粗晶区组织和韧性 105

一、焊接热影响区粗晶区组织对韧性的影响 105

二、晶粒尺寸对韧性的影响 105

三、冷却速度对韧性的影响 106

四、焊接线能量对韧性的影响 107

五、析出物对韧性的影响 108

六、拘束状态对韧性的影响 117

七、支配韧性的因素 118

八、多层焊接热循环的组织和韧性 119

一、60kgf级钢 121

二、80kgf级钢 121

4-5 调质钢大线能量焊接热影响区粗晶区韧性的改善 121

4-6 高强钢的M-A组织及韧性 124

一、M-A组织的生成机构 124

二、M-A组织对强度和韧性的影响 129

三、影响M-A组织数量及韧性的因素 130

参考文献 133

5-1 焊接热应力、应变循环 136

一、焊接变形与应力 136

第五章 焊接接头的热应变脆化 136

二、带缺口对接接头的热应力、应变循环和残余应力、应变分布 140

三、带缺口宽板焊接接头产生的脆性断裂 141

5-2 预应变后钢材的材质变化 143

一、室温预应变后钢材的塑性和断裂行为 143

二、高温预应变后钢材的性能变化 144

5-3 焊接热应变脆化的试验方法 146

一、韦尔斯-木原试验 147

二、简便小型试样模拟试验法 147

三、预压弯曲COD试验(PBCT)法 148

四、带有未焊透(或未熔合)缺陷的三点弯曲试验 148

五、焊接接头的预压弯曲COD试验 149

一、应变时效——静应变时效 150

5-4 热应变时效脆化 150

二、动应变时效——蓝脆性 151

三、热应变时效脆化的机理 152

15-5 焊接热应变脆化的影响因素 154

一、预应变温度的影响 154

二、预应变量的影响 154

三、缺口加工时间的影响 154

四、冶金因素的影响 154

五、焊接线能量的影响 156

九、去应力退火处理的影响 157

八、多次热循环的影响 157

七、拘束的影响 157

六、预热的影响 157

5-6 焊接热应变脆化的断口 158

一、热应变脆化断口的特点 158

二、热应变脆化裂纹的扩展途径 159

参考文献 159

第六章 焊后再热引起的脆化 161

6-1 焊后热处理的目的和作用 161

一、焊后热处理的种类 161

二、焊后热处理的目的 161

三、焊后热处理的不良作用 163

6-2 钢材的回火脆性 164

一、第一类回火脆性 165

二、第二类回火脆性 166

6-3 焊接过热区重复加热时韧性的变化 169

一、双重热循环对热影响区组织性能的影响 169

二、重复加热到中温区的组织和性能 170

6-4 焊后加热Cr-Mo钢性能的变化 174

一、Cr—Mo钢的回火脆性 174

二、Cr—Mo钢的蠕变特性 177

三、焊后热处理时Cr—Mo钢的性能特征 179

6-5 焊接再热裂纹 181

一、再热裂纹的特征 181

二、产生再热裂纹的机构 182

三、再热裂纹敏感性的评价 184

四、再热裂纹的影响因素 185

五、防止再热裂纹的措施 190

6-6 异种钢焊接接头焊后加热引起的脆化 190

一、接头区域划分 190

二、异种钢焊接熔合区的碳迁移 190

三、碳迁移对接头性能的影响 191

6-7 焊接剥离裂纹 193

一、剥离裂纹的特征 193

二、产生剥离裂纹的机理 194

三、产生剥离裂纹的影响因素及防止措施 198

参考文献 201