Ⅰ 4.5mm厚低碳钢自动TIG焊接(自熔)发现焊缝处有裂纹,想知道什么原因造成的
会否焊材受污染?
Ⅱ 高碳钢有什么大的焊接缺陷,为什么焊接性能差
高碳钢由于含碳量高,焊接性能很差。其焊接有如下特点:(1)导热性差,焊内接区和未加热部分之间产生显容著的温差,当熔池急剧冷却时,在焊缝中引起的内应力,很容易形成裂纹。
(2)对淬火更加敏感,近缝区极易形成马氏体组织。由于组织应力的作用,使近缝区产生冷裂纹。
(3)由于焊接高温的影响,晶粒长大快,碳化物容易在晶界上积聚、长大,使焊缝脆弱,焊接接头强度降低。
(4)高碳钢焊接时比中碳钢更容易产生热裂纹。
Ⅲ 碳素钢有哪些基本参数
碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工业国家,在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时,也非常注意改进碳素钢质量,扩大品种和使用范围。
目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重,约保持在80%左右,它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业,而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面,也得到大量使用。
碳素钢的基本参数:
碳素钢的简要介绍:
含碳量小于2.11%,除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外,不含其他合金元素的铁碳合金。工业用碳钢的含碳量一般为0.05%~1.35%。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量增加,钢的强度、硬度升高,塑性、韧性和可焊性降低。与其他钢类相比,碳素钢使用最早,成本低,性能范围宽,用量最大。适用于公称压力PN≤32.0MPa,温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。
碳素钢的命名方法:
1、碳素结构钢
主要用途:各类工程。通常热轧后空冷供货,用户一般不需进行热处理而直接使用。这类钢按其屈服强度等级共分五个等级。
命名:标志符号Q+最小σS值—等级符号+脱氧程度符号如:Q235AF。
等级符号:A、B、C、D(D级达到了优质钢水平)。
2、优质碳素结构钢
主要用途:重要机件。可以通过热处理调整零件的力学性能。出厂状态可以是热轧后空冷,也可以是退火、正火等状态。按国家标准(GB/T699-1999的规定,分为优质钢、高级优质钢A和特级优质钢E三个质量等级。
命名:用两位数字表示,两位数字表示钢中含碳量的万分之几。如:45钢WC=0.45%。
常用牌号:08F、15、45、60等。
3、碳素工具钢(WC=0.65%~1.35%属高碳钢)
主要用途:制作各种小型工具。可进行淬火、低温回火处理获得高硬度高耐磨性。分为优质级和高级优质级两大类。
命名:标志符号T+含碳量的1000倍。如:T10WC=1.0%
高级优质级在钢号尾部加A,如T10A。
4、一般工程用铸造碳素钢件(铸钢)
主要用途:难用锻压等方法成型的复杂零件且力学性能要求较高;
命名:标志符号ZG+最低σS值—最低σb值如:ZG340-640
表示方法:
编号:Q+数字+质量等级符号·脱氧方法符号
例如:Q235A·F
其中Q表示屈服强度,235表示屈服强度的数值,A表示质量等级为A级,F表示沸腾钢。
Q235A·F—表示屈服强度为235N/mm2;,A等级质量沸腾钢。
碳素钢化学影响:
碳素钢的性能主要取决于钢的含碳量和显微组织。在退火或热轧状态下,随含碳量的增加,钢的强度和硬度升高,而塑性和冲击韧性下降(见图)。焊接性和冷弯性变差。所以工程结构用钢,常限制含碳量。
碳素钢中的残余元素和杂质元素如锰、硅、镍、磷、硫、氧、氮等,对碳素钢的性能也有影响。这些影响有时互相加强,有时互相抵销。例如:①硫、氧、氮都能增加钢的热脆性,而适量的锰可减少或部分抵销其热脆性。②残余元素除锰、镍外都降低钢的冲击韧性,增加冷脆性。③除硫和氧降低强度外,其他杂质元素均在不同程度上提高钢的强度。④几乎所有的杂质元素都能降低钢的塑性和焊接性。
氢在钢中能造成很多严重缺陷,如产生白点、点状偏析、氢脆、表面鼓泡和焊缝热影响区内的裂缝等。为保证钢的质量,必须尽可能降低钢中氢的含量(见应力腐蚀断裂和氢脆)。脱氧带入的残余元素如铝,可减小低碳钢的时效倾向,还可以细化晶粒,提高钢在低温下的韧性,但余量不宜过多。由炉料中带入的残余元素如镍、铬、钼、铜等,含量高时可提高钢的淬透性,但对要求具有高塑性的专用钢,如深冲用钢板,则是不利的。
碳素钢加工性能:
碳素钢大都采用氧气转炉和平炉冶炼,优质碳素钢也采用电弧炉生产。根据炼钢过程脱氧程度的不同,碳素钢可分为镇静钢、沸腾钢和介于两者之间的半镇静钢。冶炼方法对钢的性能影响,主要是通过钢的纯净度而起作用的。人们通过真空处理、炉外精炼和喷吹技术等,都可获得更高纯净度的钢,从而显著改善了碳素钢的品质。
碳素钢的塑性加工工艺通常分热加工和冷加工。经过热加工,钢锭中的小气泡、疏松等缺陷被焊合起来,使钢的组织致密。同时,热加工可破坏铸态组织、细化晶粒。使锻轧的钢材比铸态具有更好的力学性能。经冷加工的钢,随着冷塑性变形程度增大,强度和硬度增加,塑性和韧性降低。为提高成材率,广泛应用连续铸钢工艺。
Ⅳ 碳钢上堆焊不锈钢,不锈钢产生裂纹,产生机理以及如何预防,谢谢
防止裂纹的措施之一,是要尽可能的减少木材,焊材中有害元素的含量。
奥氏体钢焊缝中存在少量δ铁素体(4%以上),对防止凝固裂纹有显著的效果,304,321,347钢的焊缝凝固裂纹敏感性较小,其主要原因就是即是本身自熔焊缝中,焊后也会存在少量的δ铁素体的缘故。所以奥氏体不锈钢的配套焊接材料常常在制造时即已经考虑合金元素的含量匹配,使焊缝中形成复合要求的少量铁素体。铁素体的有利作用是对S,P,Si,Nb等元素溶解度较大,能防止这些元素的偏析和形成低熔点共品。焊缝中的铁素体数量是有控制的,过多的铁素体相使焊缝素韧性降低。而且加入在焊后有经受热处理时,可能发生δ→σ+γ`的转变引起焊缝脆化,所以通常18-8,18-12-2等钢的相应焊材铁素体的含量控制在4%~12%之间。
另一方面在某些腐蚀环境,即使轻微的铁素体也可能引起严重的问题,例如在尿素,醋酸等介质中,焊缝中的铁素体会发生选择性腐蚀。纯奥氏体的焊缝金属,通过加入Mn,Mo,W,V,Ti可以改善其凝固裂纹敏感性,如尿素级不锈钢的焊材00Cr25Ni22Mn4Mo2N,00Cr18Ni15Mn5Mo2N钢和耐硫酸,磷酸。有机酸抗孔蚀,应力腐蚀用的00Cr20Ni24Mo5Cu等焊缝金属虽然并不含有铁素体相,但因Mn,Mo含量较高,仍具有良好的抗热烈性能,焊接时不会产生凝固裂纹。Mn在焊缝金属中可与S结合生成高熔点的MnS从而防止S的偏析和产生低熔点共晶,而Mo,W可提高熔池的结晶温度,缩小结晶温度范围,V,Ti可以缩小脆性温度区间BTR.因此均对防止凝固裂纹起到良好作用。
(2)热影响区(液化)裂纹
奥氏体不锈钢焊接热影响区常常可见到紧邻融合线处的热裂纹。这种裂纹与焊缝凝固裂纹形成的原因相同,是由于木材中奥氏体经界残存着比基体熔点低的熔点共晶薄膜,在焊接电弧焊加热总发生熔化,并在随后的冷却中受收缩拉应力的作用热发生开裂。含硼304钢热影响区的液化裂纹。在多层(多道)焊缝中也会遇到液化裂纹,这种情况往往是先焊的焊道中铁素体含量少或无铁素体而存在低熔点共晶薄膜,在随后的焊道德热影响下发生开裂。同样防止热影响区液化裂纹的主要对策是尽可能减少可能生成低熔点共晶的有害元素和偏析程度。因此,在选用刚才和焊材时,特别要注意有害元素的含量,焊接时应采用小的线能量的焊接工艺和规范,防止热影响区过热,以及注意接头设计和焊接程序,尽可能减少焊接残余应力。
(3)高温低塑性裂纹
这种裂纹多数发生在单相奥氏体钢及合金的热影响区或多层焊缝中先一层(道)焊缝上,其产生的温度范围相当于再结晶温度,因此高温低塑性裂纹产生的温度比液化裂纹更低的热影响区。对于奥氏体钢,在低于固相线温度以下的加热过程和冷却过程,其塑性变化是不同的。在加热过程中,起初随温度升高,塑性(Φ值)略有增加,在达到温度t3时塑性开始降低。到达taD时降至零。在冷却过程中,塑性开始恢复,当温度降至t3时已接近原来加热时的水平。但在t2~t1温度范围出现塑性降低。此时如果存在较大的收缩应变,就会引起裂纹。表1中的DTR是用可调拘束裂纹试验测出的奥氏体不锈钢产生高温低塑性裂纹的温度。从表1中的高温低塑性裂纹开始和终了温度及其范围可知,310,316钢分别在1200~840℃和1180~1050℃产生高温低塑性裂纹,其温度范围相应为350℃和130 。而347,321,304三种钢,既未发现裂纹也没测出产生裂纹的DTR温度,表明稳定型奥氏体钢具有较大的高温低塑性裂纹倾向。而亚稳奥氏体钢的敏感性较小,一般焊接过程中不会产生这种裂纹。
奥氏体钢及台金冷却过程中出现塑性降低和产生高温低塑性裂纹的机制相当复杂,简单说与热影响区在“再结晶温度”二次晶界的形成有关。二次晶界又与金属在高温下点阵缺陷(空位、位错)的运动和晶界迁移等扩散行为有关。因此凡是能提高“再结晶温度”和增加扩散激括能的因素都可以阻碍二次晶界的形成,从而降低高温低塑性裂纹的敏感性。焊缝中的铁素体可以有效阻止位错运动,使多层焊缝防止高温低塑性裂纹。合金元素Mo、W、Ta、Ti等可有效地增加多边化激活能,提高再结晶温度,在钢和焊缝中掭加这些元素,都有利于防止高温低塑性裂纹。
奥氏体不锈钢的热裂纹问题,曾经是这类钢最担心的问题。因此也就成为奥氏体钢工艺焊接性的指标。事实上,早期不锈钢制品中,热裂纹是经常出现的,相当多的焊接结构存在隐患,是“带病”工作。随着对奥氏体钢焊接裂纹的成因、不锈钢及焊接材料中元素对裂纹的影响、焊缝中铁素体作用的研究以及新型焊接工艺的开发等,现在奥氏体不锈钢的热裂纹,在实际焊接产品上已经很少发现,显著改进了焊接性,提高了焊接结构的安全程度.可以说奥氏体不锈钢的热裂纹已经有办法避免和清除。
Ⅳ 合金钢和碳钢比较组织上有什么不同,性能上有何差别,使用上有什么优越性
合金钢:是两种元或两种元以上的金属的组成的,在性能上比碳钢具有更无法内超越的能力,若合金钢加入钛容金属用于菜刀,市场的看到所谓的 不锈钢。比起一般的菜刀,价格更不菲。而碳钢只是含碳量为:0.0218%-6.69%之间,之间我们成为碳钢,其组织有奥氏体、马氏体等,相比合金钢组织更粗糙、晶体致密度更加的小,更多的表现为各项异性,更容易出现面缺陷、点缺陷之类的影响。
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Ⅵ 什么叫铸铁,他与碳钢相比有何优缺点主要原因是什么
铸铁的碳含量远远高于碳钢,二者区别就是碳含量不同
铸铁比碳钢含碳量高,适合润滑
Ⅶ 普通Q235碳钢与不锈钢SUS304 可以直接焊接么,有什么缺陷和注意的么对结构是否会产生影响呢
Q235碳钢(珠光体钢)与不锈钢SUS304(奥氏体钢——0Cr18Ni9)可以焊接。不过,焊接时除了注意金属本身物理、化学性能对焊接性带来的影响外,还应注意两种金属成分与组织上的差异对接头性能的影响。
两种母材自身的问题:
珠光体钢:冷裂纹、脆化等
奥氏体钢:热裂纹等
特殊问题:
(1)母材对焊缝的稀释,引起焊缝组织与性能的变化
珠光体钢母材的溶入,将稀释填充金属,引起其成分与组织的变化。
(2)形成凝固过渡层
在靠近珠光体钢一侧熔合线的焊缝金属中,会形成一层与内部焊缝金属成分不同的过渡层。过渡层中的高硬度马氏体组织会使脆性增加,塑性显著降低,形成低塑性带,从而降低了焊接结构的可靠性。
(3)形成碳迁移过渡层
在焊接或焊后加热(热处理或高温运行)时,碳从珠光体母材通过熔合区向焊缝扩散,在靠近熔合区的珠光体母材上形成一个软化的脱碳层,而在靠近熔合区的奥氏体焊缝中形成硬度较高的增碳层。
(4)接头应力状态复杂
局部加热引起的热应力、两种钢的热膨胀系数不同引起的残余应力(热处理无法消除此应力)。
焊接材料:焊条型号—— E310-16 或 E310-15
焊接工艺要求:
1、焊接方法
用熔合比小的焊接方法,降低母材的稀释作用。带极堆焊、非熔化极气体保护焊,焊条电弧焊均可。
2、焊接参数
小直径焊条或焊丝,小电流、大电压、快速焊。
3、堆焊过渡层
焊接厚大焊件时,可在珠光体钢的坡口表面堆焊过渡层,过渡层用高铬镍奥氏体焊条或镍及镍合金电焊条(如Ni307)。过渡层厚度一般为6~9mm。
4、焊接接头一般不焊后热处理。
Ⅷ 高碳钢有什么大的焊接缺陷,为什么焊接性
高碳钢焊接容易产生冷裂和热裂,冷裂可以通过预热、回火来降低几率,热裂可以通过降低熔合比或异质焊材(镍基合金)来消除。更具体可以参阅焊工手册。
Ⅸ 碳素钢在冶炼和轧制过程中有什么缺陷
碳素钢在冶炼和轧制(锻造)加工过程中,由于设备、工艺和操作等原因造成钢的欠缺。主要包括结疤、裂纹、缩孔残余、分层、白点、偏析、非金属夹杂、疏松和带状组织等。
一、结疤
钢材表面未与基体焊合的金属或非金属疤块。有的部分与基体相连,呈舌状;有的与基体不连接,呈鳞片状。后者有时在加工时脱落,形成凹坑。炼钢(浇铸)造成的结疤,疤下一般有肉眼可见的非金属夹杂。轧钢造成的结疤一般称“轧疤”,疤下一般仅有氧化铁皮。
炼钢(浇铸)造成结疤的主要原因有:
(1)上铸锭未采取防溅措施或下铸锭开铸过猛造成飞溅结疤。
(2)下铸锭保护渣性能不佳或模子不清洁、不干燥,造成钢锭(连铸坯)表面或皮下夹杂、气泡和重皮。
(3)模壁严重缺陷或铸温过高造成凸疤和粘模,经轧制或锻压加工演变为结疤。
轧钢方面造成结疤的原因有:
(1)成品前某道(架)轧辊或导卫装置缺陷或操作不当造成轧件凸包、耳子、划疤,经再轧形成结疤。
(2)钢坯火焰清理清痕过陡或残渣未除净,外物落在钢坯上被轧成结疤。
结疤缺陷直接影响钢材外观质量和力学性能。在成品钢材上不允许结疤存在。对结疤部位可进行磨修,磨修后钢材尺寸应符合标准规定。为了减少和消除结疤,一是炼钢、轧钢要改进有关工艺和操作,二是对钢坯表面缺陷部位进行重点清理或全面扒皮清理。
二、裂纹
按裂纹形状和形成原因有多种名称,如拉裂、横裂、裂缝、裂纹、发纹、炸裂(响裂)、脆裂(矫裂)、轧裂和剪裂等。从炼钢、轧钢到钢材深加工几乎每道工序都有造成裂纹的因素。
(1)炼钢方面
钢中硫、磷含量高,钢的强度、塑性低;铸锭浇铸(模铸、连铸)温度过高,浇铸速度过快,铸流不正;钢锭模、结晶器设计不合理;冷却强度不足或冷却不均,造成激冷层薄或局部应力过大;钢锭模有严重缺陷或保温帽安装不良造成钢锭凝固过程悬挂;保护渣性能不佳,模子潮和各种浇铸操作不良都能造成钢锭表面质量不佳,在钢材上形成裂纹。
(2)轧钢(锻造)方面
钢锭、钢坯加热温度不均或过烧造成裂纹;高碳钢加热或冷却过快,火焰清理或火焰切割钢材温度过低造成炸裂;钢材矫直应力过大,矫直次数过多而又未进行适当热处理时易产生矫裂;冷拔管、线钢料热处理不良或过酸洗造成裂纹;钢件在蓝脆区剪切易剪裂;焊接工艺不当造成焊缝或热影响区裂纹。
裂纹直接影响钢材的力学性能和耐腐蚀性能,成品钢材不允许裂纹存在。对于裂纹可以进行磨修,磨修后钢材尺寸应符合标准规定。为了防止或减少钢材裂纹,一是要改进炼钢、轧钢和钢材深加工及有关工序工艺操作;二是对钢坯缺陷部位要进行重点清理,对重要用途钢坯可以进行扒皮处理。
三、缩孔残余
钢水凝固过程中,由于体积收缩,在钢锭或连铸坯心部未能得到充分填充而形成的管状或分散孔洞。在热加工前,因为切头量过小或缩孔较深,造成切除不尽,其残留部分称为缩孔残余。
缩孔残余分布在钢锭上部中心处,并与钢锭顶部贯通的叫一次缩孔。由于设计的钢锭模细长或上小下大,在浇铸凝固过程中,钢锭截口以下锭中心仍有未凝固的钢水,凝固后期不能充分填充,形成的孔洞叫二次缩孔。一次缩孔和二次缩孔有本质差别,前者只出现在钢锭头部,后者在钢锭上、中、下部位都有可能出现。一次缩孔酸洗试片中心区域呈不规则的折皱裂缝或空洞。在其上或附近常伴有严重的夹渣、成分偏析和疏松。二次缩孔孔洞中或附近没有夹渣,但有偏析生成碳物。一次缩孔残余和空气贯通的二次缩孔在轧制(锻造)过程中不能焊合,与空气隔绝的二次缩孔和连铸坯缩孔在轧制时一般能够焊合,不影响钢材使用性能。
缩孔残余严重地破坏钢材的连续性,是钢材不允许存在的缺陷,轧制(锻造)时必然在钢坯上产生裂纹。为了防止缩孔的产生,要求正确设计钢锭模和保温帽尺寸,并采用性能优良的保护渣、保温剂(发热剂)和绝热板,把缩孔控制在钢锭头部,以保证在开坯时切掉。控制浇铸速度不要太快,温度不要过高可以防止缩孔产生。
四、分层
钢材基体上出现的互不结合的两层结构。分层一般都平行于压力加工表面,在纵、横向断面低倍试片上均有黑线。分层严重时有裂缝发生,在裂缝中往往有氧化铁、非金属夹杂和严重的偏析物质。
镇静钢钢锭的缩孔和沸腾钢锭的气囊及尾孔经轧制(锻造)不能焊合产生分层。钢中大型夹杂和严重成分偏析也能产生分层。分层是钢材中不允许存在的缺陷,严重影响钢材的使用。
防止分层缺陷的措施有:
(1)炼钢方面,要净化钢质,减少偏析、缩孔、气囊和大型非金属夹杂,防止连铸坯产生中间裂纹。
(2)轧钢方面,在钢锭加热时要严防内裂,初轧坯要切净缩孔和尾孔。
五、白点
在钢材纵、横断面酸浸试片上,出现的不同长度无规则的发纹。它在横向低倍试片上呈放射状、同心圆或不规则分布,多距钢件中心或与表面有一定距离。型钢在横向或纵向断口上,呈圆形或椭圆形白亮点。直径一般为3~10mm。
板钢在纵向、横向断口上白点特征不明显,而在z向断口上呈现长条状或椭圆状白色斑点。采用断口检查白点时,最好把试样先进行淬火和调质处理。
钢坯上出现白点,经压力加工后可变形或延伸,压下率较大时也能焊合。
白点缺陷对钢材力学性能(韧性和塑性)影响很大,当白点平面垂直方向受应力作用时,会导致钢件突然断裂。因此,钢材不允许白点存在。
白点产生的原因,一般认为是钢中氢含量偏高和组织应力共同作用的结果。奥氏体中溶解的氢,在冷却相变过程中,其溶解度显著降低,所析出的氢原子聚集在钢材微孔中或晶间偏析区或夹杂物周围,结合成氢分子,产生巨大局部压力,当这种压力与相变组织应力相结合超过钢的强度时,则产生裂纹,形成白点。
白点多在高碳钢,马氏体钢和贝氏体钢中出现。奥氏体钢和低碳铁素体钢一般不出现白点。
消除白点的措施主要是改进冶炼操作,采用真空处理,降低钢水氢含量和采用钢坯(钢材)缓冷工艺。
六、偏析
钢材成分的严重不均匀。这种现象不仅包括常见的元素(如碳、锰、硅、硫、磷)分布的不均匀性,还包括气体和非金属夹杂分布的不均匀性。
偏析产生的原因是钢水在凝固过程中,由于选分结晶造成的。首先结晶出来的晶核纯度较高,杂质遗留在后结晶的钢水中。因此,结晶前沿的钢水为碳、硫、磷等杂质富集。随着温度降低,杂质凝固在树枝晶间,或形成不同程度的偏析带。此外,随着温度降低,气体在钢水中溶解度下降,在结晶前沿析出并形成气泡上浮,富集杂质的钢水沿上山轨迹形成条状偏析带。由于偏析在钢锭上出现部位不同和在低倍试片上表现出形式各异,偏析可分为方形偏析、“V”、“^”形偏析、点状偏析、中心偏析和晶间偏析等。
另外,脱氧合金化工艺操作不当,可以造成严重的成分不均。保护渣卷入到钢水中造成局部增碳。这些因素使钢材产生偏析的程度往往超过由于选分结晶造成的偏析。
偏析影响钢材的力学性能和耐蚀性能。严重偏析可能造成钢材脆断,冷加工时还会损坏机械,故超过允许级别的偏析是不允许存在的。
偏析程度往往与锭型、钢种、冶炼操作和浇铸条件有关。合金元素、杂质和气体的偏析,随浇铸温度升高和浇铸速度加快,偏析程度愈严重。连铸钢采用电磁搅拌可以减轻偏析程度。另外,增加钢水洁净度是减轻偏析的重要措施。
七、非金属夹杂
钢中含有与基体金属成分不同的非金属物质。它破坏了金属基体的连续性和各向同性性能。
按非金属夹杂的来源可分为内生夹杂、外来夹杂及两者混合物。
(1)内生夹杂是由脱氧和结晶时进行的各种物理化学反应形成的,主要是钢中氧、硫、氮同其他成分间的反应产物,如Al2O3等。内生夹杂的特点是颗粒小,在钢内分布均匀,它与脱氧方法和化学成分有密切关系。
(2)外来夹杂是指钢中混入耐火材料、炉渣、钢包渣和模内保护渣等外来物质。外来夹杂的特点是尺寸大,成分结构复杂,分布不规则,具有很大的偶然性。空气对钢水的二次氧化会形成外来夹杂。在炼钢过程中,外来夹杂与内生夹杂往往会形成两者的混合物,具有两者的共同特点,使检验者难以分辨其来源。非金属夹杂按颗粒大小可分为亚显微、显微和大颗粒夹杂三种,其颗粒尺寸分别为<1μm、1~100μm和>100μm。大颗粒夹杂往往出现在钢锭沉淀晶区和皮下位置。连铸钢上弧区有时也发现大颗粒夹杂。
按非金属夹杂本身性质,可以分为塑性夹杂和脆性夹杂两种。
(1)塑性夹杂在热加工过程中,随金属一起发生变形,如MnS;而脆性夹杂,随热加工金属的变彤发生破碎,如Al2O3。当非金属夹杂熔点特别高时,在钢中一生成就以固态形式存在,这类非金属夹杂物在热加工时既不变形,也不破碎,保持其原来形状,如TiN。对于熔点很低的夹杂,从最后结晶母液中排除,此时多沿初生奥氏体晶界呈网状薄膜析出,如FeS。
钢中非金属夹杂对钢材的强度、伸长率、韧性和疲劳强度有不同程度的影响。按使用要求,根据中国国家非金属夹杂标准评定钢材夹杂级别。钢材中不允许存在严重危害钢材性能的大颗粒夹杂。
保证出钢和浇铸系统清洁,采用吹氩、渣洗、喷粉、真空处理等炉外精炼措施及保护浇铸措施,可以减少钢中非金属夹杂。
八、疏松
钢材截面热酸蚀试片上组织不致密的现象。在钢材横断面热酸蚀试片上,存在许多孔隙和小黑点子,呈现组织不致密现象,当这些孔隙和小黑点子分布在整个试片上时叫一股疏松,集中分布在中心的叫做中心疏松。在纵向热酸蚀试片上,疏松表现为不同长度的条纹,但仔细观察或用8~10倍放大镜观察,条纹没有深度。用扫描电子显微镜观察孔隙或条纹,可以发现树枝晶末梢有金属结晶的自由表面特征。
疏松的成因与钢水冷凝收缩和选分结晶有关。钢水在结晶时,先结晶的树枝晶晶轴比较纯净,而枝晶问富集偏析元素、气体、非金属夹杂和少量未凝固的钢水,最后凝固时,不能够全部充满枝晶间,因而形成一些细小微孔。
钢材在热加工过程中,疏松可大大改善,但当钢锭疏松严重时,压缩比不足或孔型设计不当时,热加工后疏松还会存在。严重的疏松视为钢材缺陷,当疏松严重时,钢材的力学性能会受到一定影响。但根据钢材使用要求,可以按标准图片评定钢材疏松级别。
采用提高钢水纯净度、加快冷却速度、连铸用电磁搅拌和减少枝晶等措施,可以减少疏松。
九、带状组织
热加工后的低碳结构钢,其显微组织铁素体和珠光体沿轧向平行排列,呈带状分布,形成钢材带状组织。
带状组织形成的机制一般有3种:
(1)通常,在低碳钢中,当树枝晶间富集磷、硫等杂质,钢材经热加工后,非金属夹杂被拉长。如硫化物,而奥氏体在冷却过程中先共析铁素体沿硫化物夹杂形核和长大,形成铁素体条带。同时,铁素体形成时向铁素体条带两侧排碳,也形成了珠光体条带。
(2)当低碳钢中含锰较高时,先凝固的树枝晶晶干成分较纯,形成铁素体条带。而枝晶间含锰、碳、硫、磷等杂质,而且铁素体条带也向枝晶间排碳,形成珠光体条带。
(3)当热加工终轧温度较低时,在双相区轧制也能形成带状组织。
带状组织实质上是钢材组织不均匀的一种表现,影响钢材性能,产生备向异性。带状组织降低钢材塑性、冲击韧性和断面收缩率,特别是对横向力学性能影响较大。
根据钢材的使用要求,可以按中国国家带状组织评级标准图片来评定钢材带状组织的级别。
降低钢中夹杂和树枝晶成分偏析是减轻钢中带状组织的主要措施。
注意事项:
碳素钢淬火时通常采用水冷,但对小尺寸的中碳钢,尤其是直径为8—12mm的45号钢淬火时容易产生裂纹,这是一个较为复杂的问题。采取的措施是淬火时试样在水中快速搅动,或者采用油冷,可避免出现裂纹。包装,裸装,国产钢按钢号在端部进行涂色,详见GB/T699-88标准规定。
Ⅹ 螺母点焊机点焊低碳钢会出现的缺陷有哪些
低碳钢板焊接凸焊螺母相对容易焊接,在调整好合适参数后,缺陷较小,如果采用中频点焊机焊接那扭矩会大大增强,缺陷几乎为零。天津 北洋 汇 力 回答。