第1章金属概述.ppt

表1-1 国外近几年在不同结构上使用低合金钢的比例 1）Ni3Al在950℃时获得660%的超塑性，Ni3Al 电热丝在1000℃的工作寿命超过了Ni-Cr丝 2） Ti3Al的合金化、工艺、组织结构控制等取得较大 进展，在航空航天应用十分广泛 3） Fe3A1金属间化合物能够满足在发动机零部件、 电磁元件、熔炉高温装置以及航空航天、电力等 部门中的应用要求 * * 焊接冶金学 ——材料焊接性 湘潭大学机械工程学院 主讲教师：肖逸锋 第1章 概述_ 第2章 焊接性及其试验评定_ 第3章 合金结构钢的焊接_ 第4章 不锈钢及耐热钢的焊接_ 第5章 有色金属的焊接_ 第6章 铸铁焊接_ 第7章 先进材料的焊接_ 第8章 异种材料的焊接_ 补充：堆焊 1.1 材料在工程中的发展及应用_ 1.1.1 钢结构的发展及应用_ 1.1.2 有色金属的的发展及应用_ 1.1.3 先进材料的发展及应用_ 1. 2 本课程的任务、内容及特点_ 1.2.1 本课程的目的和任务 1.2.2 本课程的内容和教学任务 第1章 概 述_ 1.1 材料在工程中的发展及应用 材料和结合手段密不可分，相互促进，不断发展 20世纪初，电弧技术用于钢铁产品 焊接与钢结构飞速发展 2005年：3亿T﹥（美＋俄＋日） 1.1.1 钢结构的发展及应用 钢铁材料的研究和开发受到重视 合金结构钢近30年来受到世界各国的普遍重视， 并将成为今后若干年材料发展的基本方向。 钢种 品质 表1-2 主要工业部门对低合金钢的需求 主导：金属材料 发展：超高强度钢、双相不锈钢、耐热钢 ※合金结构钢：综合性能优异，经济效益显著，是焊接 结构中用量最大的一类工程材料 预计在今后依然是主要的工程材料 焊接结构发展特点：高参数、轻量化、大型化 工程结构 1、低合金钢的发展(三个阶段): 1) 20世纪20年代以前: 工程钢结构的制造：主要采用铆接 设计参数：抗拉强度 钢的强化：碳以及单一合金元素，如Mn、Si、Cr等 质量分数达到2%~3% 2) 20世纪20~60年代： 逐步采用：焊接技术 设计参数：考虑材料屈服强度、韧性和焊接性要求 钢的化学成分：向低碳多元合金化方向发展， 碳的质量分数一般在0.2%以下 含2~4个有利于焊接性的合金元素 3) 20世纪70年代以后: 碳的质量分数：0.1%以下，向超低碳含量发展 合金元素： Ti、V、Nb等微合金元素引起关注 向多元复合合金化方向发展 我国低合金钢的开发起步于20世纪50年代末、 60 年代初，正处于国际上低合金高强钢新的发展阶段。 低合金钢的发展趋势： 1、高强度 20世纪70年代以后，美国开发出HY100钢（σs≥ 690MPa）和HY130钢（σs≥895MPa），以及具有更 高抗破断性能的HY100(T)和HY130(T)高强钢，用于海 军潜艇及核潜艇的耐压壳体。 日本在美国T-1钢基础上开发出HT和WEL-TEN 系列钢，σs：600~1000MPa 2、提高耐热性 Cr-Mo耐热钢中增加Cr含量和添加V和W，使 耐热性比9Cr-1Mo钢进一步提高 焊接性是影响合金结构钢推广应用的关键 发展主线：改善焊接性 重要标志：含碳量的降低 淬火-回火(Quenching-Tempering)钢：多元微合金化 TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)钢：控轧控冷 C %≤0.03%，明显改善了钢的焊接性 管线钢：X52→X80 C %:0.1%~0.14%→0.01%~0.04% Ceq:0.45%→0.35% 显微组织：F+P→极低碳B 抗氢致裂纹能力提高，缺口冲击韧度提高， 抗应力腐蚀要求提高 钢的强化方式：固溶强化、沉淀强化、位错强化、 热处理强化、细晶强化等 细