第1章 钢的焊接性及其发展 1
1.1 概述 1
1.2 焊接和结构钢及其焊接性的发展 1
1.3 模拟施焊系统 2
1.3.1 模拟施焊系统的构成和功能 3
1.3.2 模拟施焊系统的应用 4
1.4 焊接性评估工艺学的发展 4
1.5 焊接热模拟技术的发展 6
1.6 钢的焊接性与材料的结合性 7
1.7 动态热力学工艺模拟技术的推广应用 9
本章小结 12
参考文献 12
第2章 焊接对板材、型钢和轻型结构钢发展方向的影响 14
2.1 概述 14
2.2 焊接对炼钢与轧制发展方向的影响 14
2.3 焊接结构钢的冷裂纹 15
2.4 焊接热影响区韧性 19
2.4.1 影响热影响区（HAZ）韧性的因素 20
2.4.2 对HAZ韧性要求的发展趋势 22
2.5 焊接结构钢的层状撕裂 22
2.6 焊接结构用轧制型钢 24
2.7 压力容器和锅炉用低合金钢厚板对洁净性和均质性的要求 26
2.8 轻型焊接结构钢 28
本章小结 29
参考文献 29
第3章 焊接在新型结构钢开发中的作用 30
3.1 新型结构钢产品的开发应用 30
3.2 关于预制品和预处理服务 32
3.3 新型易焊结构钢 33
3.4 热-力学工艺轧制的带材和板材 34
3.5 高强度结构钢 36
3.6 高强度和超高强度造船钢 37
3.7 海上采油平台钢 39
本章小结 40
参考文献 40
第4章 新型含Ti微合金结构钢的焊接性 42
4.1 概述 42
4.2 影响Ti、Nb和V微合金钢焊接性的主要因素 43
4.2.1 化学成分的影响 43
4.2.2 钢的化学成分与碳当量 47
4.3 焊接条件下的沉淀特征 48
4.3.1 概述 48
4.3.2 焊接期间奥氏体晶粒的长大 49
4.3.3 焊接热循环期间沉淀物的熔解 50
4.4 钢的HAZ显微组织分类 53
本章小结 61
参考文献 61
第5章 新型含Ti微合金结构钢的焊接性试验与评定 63
5.1 概述 63
5.2 试验用钢材 64
5.2.1 成分与性能 64
5.2.2 钢板的焊接 65
5.3 奥氏体晶粒粗化特征 66
5.3.1 峰值温度对奥氏体晶粒长大的影响 66
5.3.2 加热速度对奥氏体晶粒尺寸的影响 67
5.3.3 对奥氏体晶粒长大的控制 69
5.4 焊接连续冷却转变图 70
5.5 硬度试验 73
5.5.1 试样的硬度 73
5.5.2 HAZ的显微组织和硬度 75
5.6 韧度试验 81
5.6.1 夏比V形冲击试验 81
5.6.2 HAZ的CTOD韧度 89
5.7 含Ti微合金钢插销试验和冷裂纹敏感性 94
5.7.1 插销试验 94
5.7.2 冷裂纹敏感性与插销试验的关系 97
本章小结 97
参考文献 97
第6章 新型含Ti微合金钢焊接时的沉淀物及其稳定性的特征 99
6.1 概述 99
6.2 焊接沉淀特征 99
6.2.1 CMn钢中的沉淀特征 99
6.2.2 含Ti微合金钢中的沉淀特征 105
6.2.3 TiNb微合金钢中的晶粒特征 113
6.2.4 TiV微合金钢的沉淀特征 121
6.2.5 TiNbV微合金钢中的沉淀特征 130
6.2.6 低碳TiNb微合金钢中的沉淀特征 136
6.3 沉淀物稳定性特征 147
6.3.1 含Ti微合金钢中TiN的稳定性 150
6.3.2 TiNb微合金钢中沉淀物的稳定性 150
6.3.3 TiV微合金钢中颗粒的稳定性 151
6.3.4 TiNbV沉淀物的稳定性 152
本章小结 152
参考文献 152
第7章 新型高强度结构钢的焊接 154
7.1 概述 154
7.2 冷裂纹的危险性 156
7.2.1 低CE值 156
7.2.2 低硫 157
7.3 HAZ的韧性 158
7.3.1 粗晶粒热影响区（CGHAZ） 158
7.3.2 临界温度间热影响区（ICHAZ） 160
7.3.3 临界温度间粗晶粒热影响区（ICCGHAZ） 161
7.3.4 亚临界温度粗晶粒热影响区（SCCGHAZ） 162
7.3.5 微合金化 162
7.3.6 局部脆化区（LBZ）的防止 163
7.3.7 设计 164
7.4 软化 165
7.5 焊缝金属的韧性 167
本章小结 172
参考文献 172
第8章 微合金结构钢大热输入（线能量）焊后的韧性 176
8.1 概述 176
8.2 普通热轧钢和热-力学工艺钢的成分、厚度、力学性能和焊接性 176
8.3 大热输入焊接条件下CGHAZ的冲击吸收功 179
8.4 大热输入（线能量）焊接条件下CGHAZ的显微组织 180
8.5 碳当量对大热输入焊接（单道焊和多道焊）时CGHAZ韧性的影响 185
8.6 Ti和N含量与CGHAZ韧性的关系 185
8.7 Nb含量在CGHAZ韧性中的作用 187
本章小结 188
参考文献 188
第9章 石油、天然气输送管线用钢的焊接材料 190
9.1 概述 190
9.2 石油、天然气输送管线用焊条 195
9.2.1 石油、天然气输送管线现场施工焊接 195
9.2.2 焊缝的评定 196
9.3 石油、天然气输送管线用埋弧焊丝 200
9.3.1 油、气输送管用高韧性埋弧焊丝的成分设计 201
9.3.2 对于管线用埋弧焊丝配用的焊剂的要求 205
9.3.3 微合金化埋弧焊丝的研制开发和应用 207
本章小结 213
参考文献 213
第10章 石油、天然气输送管线用钢的焊接性评定试验 215
10.1 概述 215
10.1.1 对材料化学成分的要求 216
10.1.2 碳当量 216
10.1.3 与焊接性有关的力学性能 217
10.1.4 断裂韧度 217
10.1.5 夏比冲击韧度 217
10.1.6 维氏硬度 217
10.2 石油、天然气输送焊管的母材和焊接接头 218
10.3 国产油气输送管线用钢的焊接性评定 219
10.3.1 焊管钢连续冷却转变图 219
10.3.2 焊管钢CGHAZ的硬度（HV10） 220
10.3.3 焊管钢的CGHAZ的组织 221
10.3.4 两种X52焊管钢母材和CGHAZ的夏比冲击韧度比较 227
10.3.5 焊管钢模拟CGHAZ的低温冲击（CVN）韧度 229
10.3.6 焊管钢的焊接冷裂纹敏感性试验 231
10.3.7 焊管钢的焊接热裂纹敏感性试验 234
10.3.8 焊管钢的落锤撕裂试验 237
10.3.9 焊管钢焊接接头的裂纹尖端张开位移（CTOD）试验 238
10.3.10 焊管钢焊接接头的疲劳裂纹扩展速率试验 245
10.3.11 焊管钢焊接接头应力腐蚀（SCC）试验 250
10.3.12 焊管钢成形性（包辛格效应）试验 251
10.4 焊管钢埋弧焊接接头焊缝成分、硬度分布及金相组织评定 253
本章小结 257
参考文献 257
第11章 新型微合金化铁路重轨钢的焊接性及其评定 258
11.1 概述 258
11.2 国外铁路重轨钢的化学成分和力学性能 258
11.3 新型重轨钢焊接工艺特点 259
11.4 高强高速耐磨重轨钢的焊接性 261
11.5 重轨钢焊接热循环的特征及其对材质的影响 262
11.6 重轨钢的焊接性 265
11.6.1 母材成分、合金元素和冶金因素等对焊接性的影响 265
11.6.2 重轨钢金相组织和焊接性 266
11.6.3 HAZ硬度分布和焊接性 268
11.6.4 重轨钢的奥氏体转变行为和焊接性 268
11.6.5 HAZ的力学性能和焊接性 270
11.7 微合金元素V对重轨钢焊接性的影响 276
11.8 国产微合金化重轨钢P74的焊接性 280
11.8.1 热模拟技术在重轨钢焊接性研究中的应用 280
11.8.2 连续冷却转变图 282
11.8.3 硬度试验 282
11.8.4 HAZ的韧性 282
11.8.5 疲劳强度试验 285
11.8.6 热塑性试验 285
11.9 我国生产的重轨钢主要焊接性能和国外的比较 295
11.9.1 焊接连续冷却转变图 295
11.9.2 重轨钢焊接粗晶热影响区（CGHAZ）的金相组织比较 295
11.9.3 重轨钢焊接模拟热影响区的硬度分布 297
本章小结 300
参考文献 300
第12章 缆式电弧焊丝 302
12.1 概述 302
12.2 缆式电弧焊丝制造工艺起源于电缆制造工艺 302
12.3 缆式电弧焊丝的焊接工艺 303
12.4 存在稳定的潜弧现象 304
12.5 涡流型流体流动模式 305
12.6 优良的物理性能 305
12.7 高效节能效果 305
12.8 应用及发展前景 306
本章小结 306
参考文献 307
第13章 新型微合金钢生产与控制轧制和控制冷却工艺 308
13.1 概述 308
13.2 控制轧制工艺 309
13.3 控制冷却工艺 311
13.4 管线钢的包申格效应 311
13.5 微合金化元素在控制轧制和控制冷却工艺中的作用 313
13.6 碳、硫、磷及杂质元素的作用 314
13.7 控制轧制工艺的理论基础 318
本章小结 322
参考文献 322
第14章 实现现代化的系统装备与效果 324
14.1 概述 324
14.2 高炉“专家系统” 324
14.3 炼焦过程管理系统 329
14.4 炼钢厂的烧结装备和烧结矿质量 331
14.5 辊缝测量装备 333
14.6 连铸机钢水位置的自动控制系统和二次冷却曲线 334
14.7 辊缝测量装备 337
14.8 炉处理技术 339
14.9 炉尘过滤技术 340
14.10 实现现代化后的效果 340
本章小结 342
参考文献 342
第15章 焊接与地震和抗灾、减灾的关系 343
15.1 概述 343
15.2 结构抗（地）震性能的特点 346
15.3 碳素钢、低碳钢和钢筋钢 348
15.4 焊接性与钢筋混凝土结构钢材质量 349
15.5 碳素钢的脆性 351
15.5.1 分类 351
15.5.2 碳素钢脆性特点 354
15.5.3 影响碳素钢脆性的因素 354
15.6 碳素钢的缺陷 354
15.6.1 结疤 355
15.6.2 裂纹 355
15.6.3 缩孔残余 356
15.6.4 分层 356
15.6.5 白点 357
15.6.6 偏析 357
15.6.7 非金属夹杂 358
15.6.8 疏松 359
15.6.9 带状组织 359
15.7 焊接热的作用与接头的局限性 360
15.8 钢筋的选材 361
15.9 混凝土材料的选材 364
本章小结 365
参考文献 365
第16章 新型微合金结构钢的焊接指南 366
16.1 概述 366
16.2 国外低合金钢、新型微合金钢制造规程和技术条件 367
16.3 国外各种微合金结构钢 369
16.3.1 通用结构钢 369
16.3.2 EX正火细晶粒钢 373
16.3.3 可成形EX HR/HS/HSF钢 373
16.3.4 耐候钢 373
16.3.5 可淬火EX B含硼钢 374
16.3.6 热-力学形变工艺的EX（细晶粒）M钢 375
16.3.7 压力容器用钢 376
16.3.8 造船用钢 376
16.4 焊接性 377
16.5 焊接接头组织和性能 378
16.6 电弧焊热输入和冷却时间t8/5 382
16.7 焊接工艺的选择 385
16.8 焊接材料的选择和使用 386
16.9 焊接热输入的限制 388
16.10 预热和层间温度 390
16.11 层状撕裂 396
16.12 结晶裂纹 397
16.13 焊前准备 398
16.13.1 热切割 398
16.13.2 预制板 399
16.14 焊后热处理 400
16.15 变形的控制 401
16.15.1 变形类型 401
16.15.2 火焰矫正 403
16.16 焊接结构的疲劳强度 404
16.17 冷成形 406
16.18 修复焊 408
参考文献 409
附录 411
附录A 新型微合金钢产品分类 411
附录B 对最常见的欧盟钢种推荐的填充材料 412
附录C 新型微合金钢的碳当量 427