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焊接培训教材金属材料的焊接性1

一二三四五目录碳素钢低合金钢不锈钢耐热钢铁碳合金2

铁碳合金，是以铁和碳为组元的二元合金。铁基材料中应用最多的一类。碳钢和铸铁，就是铁碳合金材料。含碳少于0.0218%的合金称为工业纯铁。含碳低于2．11%的铁碳合金称为钢。含碳高于2．11%的合金称为铸铁。在碳钢和铸铁中除碳之外，还含有硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等一些杂质，这些杂质对钢铁性能会产生影响。一.概述铁碳合金3

1.碳钢的分类（1）按钢的含碳量分低碳钢wC≤0.25%?中碳钢0.25wC0.6%高碳钢wC0.6%（2）按钢的质量分普通碳素钢ws≤0.05%、wP≤0.045%优质碳素钢ws≤0.03%、wP≤0.035%高级优质钢（标A）ws≤0.025%、wP≤0.025%特级优质钢（标E）ws≤0.015%、wp≤0.025%一.概述铁碳合金4

1.碳钢的分类（3）按钢的用途分碳素结构钢（工程结构和机械零件用钢）碳素工具钢（刃具、量具和模具用钢）铸钢（4）按钢脱氧程度分：沸腾钢（F）、镇静钢（Z，可省略）半镇静钢（b）特殊镇静钢（TZ可省略）一.概述铁碳合金5

牌号表示方法Q235-AFA、B、C、DF、b、Z、TZ一.概述铁碳合金Q235-AF，表示碳素结构钢中屈服点≥235MPa，质量等级为A级的沸腾钢。质量等级有：A表示Ws≤0.050%、Wp≤0.045%；B表示Ws≤0.045%、Wp≤0.045%；C表示Ws≤0.040%、Wp≤0.040%；D表示Ws≤0.035%、Wp≤0.035%6

碳钢的性能主要取决于碳含量，碳含量与焊接性及组织和性能的关系见图2-1和表2-1。图2-1碳钢碳含量与马氏体量和最大硬度的关系ω(C)/%HardnessmaxHRC2.碳钢的性能一.概述铁碳合金7

名称碳含量典型硬度典型用途焊接性低碳钢≤0.15%HRB特殊板和型材薄板、带材和焊丝优0.15%~0.25%30-35HRB结构用型材、板材和棒材良中碳钢0.25%~0.60%42-46HRC机械部件和工具中(通常需要预热，推荐使用低氢焊接方法)高碳钢≥0.60%~1.0055HRC弹簧、模具劣(须低氢焊接方法、预热和后热)表2-1各类碳钢的焊接性一.概述铁碳合金8

强度较低，但冶炼容易，工艺性好，价廉，具有优良的锻造性、焊接性和切削加工性能。通常以各种规格型材(圆钢、方钢、工字钢、钢筋等)供应市场。低碳钢的含碳量低(≤0.25%)，Mn和Si含量也较少，因此淬硬倾向不大，是焊接性最好的钢种。除C、Mn、Si外，碳钢中的S、P、O、N等杂质元素对其力学性能、焊接接头的冷裂纹、热裂纹和时效脆化敏感性有一定影响，通用低碳钢的力学性能如表2-2。一.概述铁碳合金2.碳钢的性能9

牌号等级拉伸试验（不小于）冲击试验冷弯试验180°,B=2a屈服点σs/MPa抗拉强度σb/MPa延伸率δ5/%温度/℃夏比V形缺口冲击吸收功(纵向)/J≥弯心直径d纵向试样横向试样Q195—195315~43033——00.5aQ215A215335~41031——0.5aaB2027Q235A235370~50026——a1.5aB2027C0D-20Q275A275410~54022——1.5a2aB2027C0D-20Q245R—245400~520250311.5a(20g,20R)表2-2低碳钢的力学性能10

用途：Q195、Q215、Q235塑性好，可轧制成钢板、钢筋、钢管等Q255、Q275可轧制成型钢、钢板等。一.概述铁碳合金加工成形后一般不进行热处理，大都在热轧状态下直接使用。2.碳钢的性能11

碳钢及低合金钢按化学成分分类为：碳素钢、低合金钢和合金钢三类，应用最广泛应用的是碳素钢(简称碳钢)。碳钢中除以碳作为主要合金元素外，还有硅(ωSi0.5%)、锰(ωMn0.8%)及不可避免的硫、磷等杂质。低合金钢是在碳钢的基础上，为了获得一定的性能，有目的地加入一种或多种合金元素的钢。如：16mn钢二.碳素钢的焊接性铁碳合金12

二.碳素钢的焊接性铁碳合金用途：合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢合金钢分类合金元素总含量：低合金钢＜5％