焊接基础知识培训教材 - 图文(3)

2019-04-14 20:38

≥1.6%时,锰字的右下角就加一“2”字数码。例如16锰(或16Mn)钢,其含锰量为1.2-1.6%,而25锰2钒(25Mn2V)钢,其含锰量则为1.8-2.1%。 三、 普低钢的编号方法

钢号的前面数字表示这种钢的平均含碳量为万分之几。后面的汉字或化学符号表示普低钢的合金成分及其含量。

四、 普低钢的强度等级划分

普低(强度)钢的强度等级一般按屈服或强度划分为300、350、400、450、500、550、MPa等六个等级,级别越大,屈服强度也越高。16Mn钢即属于350MPa等级的普低钢。

第四节 特殊钢

一、 什么叫特殊用钢?

具有特殊物理和化学性能的钢称为特殊钢。在热力设备中,主要使用不锈钢、耐热钢和耐磨钢。本节只讨论不锈钢和耐热钢。

1、

不锈耐酸金钢

不锈耐酸钢(亦称不锈钢)是指在空气、水、盐的水溶液以

及其它腐蚀性介质中具有抵抗腐蚀能力的钢。严格区分,把能抵抗大气腐蚀的钢称为不锈钢;把能抵抗某些化学介质(如酸类等)腐蚀的钢称为耐酸钢。耐酸钢一定是不锈钢,而不锈钢不一定能耐酸。

根据不锈钢基体组织不同,分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不

锈钢。

(1)

马氏体型不锈钢

常用的马氏体型不锈钢是Cr13型不锈钢,平均含Cr量为

13%,含C量在0.08-0.45%范围,室温组织为马氏体。常用的钢号有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等,前两者主要为耐蚀结构钢,后两者主要为耐蚀工具钢。

(2)

铁素体型不锈钢

热力设备中常用的是1Cr17和1Cr25Ti铁素体不锈钢,室温

下为单相铁素体组织,耐蚀性优于马氏体型不锈钢。这类钢的强度低、塑性好、但高温下晶粒长大倾向较严重,脆性较大。主要用于机械性能要求不高的耐蚀构件(如锅炉燃烧室,高温过热区的吹灰器,吊架等)上。

(3)

奥氏体型不锈钢

是生产上应用最广泛的不锈钢,主要合金元素为铬、镍,典型的是18-8型(如1Cr18Ni9Ti)不锈钢,平均含碳量很低(≤0.14%),含铬量为17-19%,含镍量为8-12%。这类钢除具有很高的耐蚀性外,还具有高的塑性、韧性和良好的焊接性。由于基本组织为单相奥氏体,而奥氏体品体的致密度和再结晶温度均高于高铁素体,故该类还可以作为温度在550℃以上的耐热钢使用。

镍是比较稀缺的元素,为节省用镍,国内外的奥氏体不锈钢中采用Mn、N取代Ni,并已研制出节Ni的奥氏体钢或奥氏体铁素体复相钢,如Cr13Mn8Ni5N、1Cr18Mn10Ni5M03N、0Cr17Mn13M02N等。

2、

耐热钢

高温下工作的钢称为耐热钢。

电站锅炉、汽轮机的零部件广泛采用耐热钢。

随着火力发电厂机组温度、压力参数的不断升高,这类钢具 有良好的高温化学稳定性和高温强度。

高温化学稳定性是指钢在高温下工作不致因介质侵蚀而破

坏的能力,具有这种性能的钢称为热稳定钢(又称抗氧化金钢或不起皮钢)。

高温强度是指钢在高温下具有足够的强度而不致大量变形或断裂的性能,具有这种性能的钢称为热强钢。

显然,热强钢既具有高温化学稳定性,又有足够的高温强度。抗氧化钢的

热强钢统称为耐热钢。

钢中加入Cr、A1、Re等合金元素,能提高钢的抗氧化性:加入Si、Cr、Ni、W、V、Ti、Nb、B、Re(稀土)等合金元素,可提高钢的热强性和组织稳定性。

电站常用的耐热钢主要有如下几种: (1)

珠光体耐热钢

该类钢在正火状态下,显微组织由细片状珠光体和铁素体组

成,加入的合金元素主要为铬、钼、钒等。在热力设备中,合金元素含量较低的CrMo钢(如12CrMo、15CrMo)主要好用于500-510℃以下的蒸汽管道、集箱等零件及540-550℃以下的锅炉受热面管子;合金元素含量较高的低碳CrMo和Cr-MoV钢(如12CrMoV、10CrMo9101等)主要用于540℃以下的蒸汽管道、集箱及580℃以下的锅炉受热面管子,随着机组参数的提高,我国研制的12Cr2MoWVB(钢102)、12Cr3MoSiTiB等新钢种适应于580℃甚至600℃以上温度的使用要求。

(2)

马氏体耐热钢

这类钢在正火状态下的组织为马氏体或马氏体加铁素体。应

用最多的马氏体耐热钢有1Cr13、2Cr13等,该类钢具有较高的耐蚀性和一定的热强性。既可作为不锈钢,又可作为耐热钢。但Cr13钢的最高工作温度仅为470℃,为提高Cr13型钢的热强性,根据耐热钢的合金化原理,在这类钢的基础上添加Mo、V、W、Nb、B等元素,以提高马氏体耐热钢的热强性。

马氏体耐热刚一般在回火索氏体状态下使用,主要用于制造汽轮机和燃汽轮机叶片、围带等。使用温度较珠光体耐热钢高,如12Cr1MoV钢的工作温度为540-550℃,而1CrMoMV和1Cr12MoNbB钢分另为580℃-600℃。P91、T91钢用于主蒸汽,再热热段以及高温过热器和高温再热器等。

(3)

奥氏体耐热钢

奥氏体耐热钢是从奥氏体不锈钢发展而来的。奥氏体耐热钢

不仅热强性高,而且还有较高的塑性、韧性和良好的焊接性能,由于含Cr、Ni量较多,有优良的抗氧化性和耐蚀性能。

奥氏体耐热钢的种类很多,热力设备常用的有:1Cr18Ni9Ti、 1Cr18Ni9Mo、4Cr14Ni14W2Mo、1Cr15Ni36W3Ti等。

1Cr18Ni9Ti是应用于广泛的奥氏体耐热钢,抗氧化工作温度可达700-900℃,在600℃左右时,有足够的热强性,可用于610℃以下的锅炉过热器管、主蒸汽管以及汽轮机导管、阀体等。4CrNi14W2Mo钢有更高的热强性和组织稳定性,常用于650℃以下的超高参数锅炉、汽轮机、热热器管、主蒸汽管及其它重要零件。

(4)

铁素体耐热钢

钢中加入相当数量的Cr、A1、Si等铁元素体形成元素,使钢具有单相铁素体组织的钢称为铁素体耐热钢。这类钢的抗氧化和耐腐蚀性能优良,但热强性差,实际上是抗氧化钢(如1Cr18Si2、1Cr25Si2等)。这类钢不宜用作受冲击载荷的零件,只家用于受力不大的锅炉构件(如热器吊架、热交换器等)。

第五节 中国钢铁产品牌号表示方法的基本原则

一、 碳素钢的分类

碳素钢是含碳量小于2.11%的铁碳合金,其中含有少量硅、锰、硫、磷等杂质,总量不超过1.5%。由于碳素钢的价格较低,工艺性能好,因而在各个工业部门得到了广泛地应用。碳素钢有以下几种主要的分类方法。

1、

按钢的含碳量分

(1)低碳钢 含碳量在0.25%以下的钢。低碳钢强度、硬度较低,塑性、冲击韧性好。压力加工的焊接性能好。因此低碳钢广泛应用于机械、建筑、桥梁、船舶的各种焊接结构和各种化工设备上。

(2)中碳钢 含碳量在0.25-0.6%之间的碳。这类钢具有较高的强度,而塑性和焊接性稍差,但在热处理后机械性能可显著提高,常用于制造各种机械零件。 (3)高碳钢 含碳量大于0.6%的钢。这类钢具有较高的强度和硬度,但塑性和焊接性能差,热处理后有很高的硬度和耐磨性,常用于制造各种工具、刃具、模具及要求耐磨损的零件等。

2按钢的质量分类 钢的质量主要是根据钢中有害杂质硫、磷的含量多少来区分的,可分为普通、优质及高级优质三类。

(1)普通碳素钢 钢中硫、磷含量分别不得大于0.055%和0.045%,此钢夹杂物较多,质量较差,价格较低,可用作一般的焊接结构和机器零件。普通碳素钢根据供货的保证条件不同,又可分成甲类、乙类及特类三种。

(2)优质碳素钢、钢中硫、磷含量分别不大于0.04%,此钢杂物较少,质量较好,价格较高,常用于制造重要的焊接结构和机器零件。

(3)高级优质碳素钢 钢中硫、磷含量分别不大于0.03%和0.035%,此钢杂质最少,质量最好,价格也最高,用于制造工具,如刀具、量具等。

3、按钢的用途分 主要分有用于制造结构及工具两类

(1)碳素结构钢 用于制造各种工程构件和机器零件。碳素结构钢的一般含碳量≤0.6%,最常用结构钢含碳量≤0.35%。

(2)碳素工具钢 主要用于制造各种工具,刃具、量具、模具等。碳素工具钢的含碳量>0.6%。

4、按供货的保证条件分类 普通碳素钢可以分为甲、乙、特三类。 (1)甲类钢(又称A类钢)这类钢按照机械性能供货,保证抗拉强度和延伸率,化学成分除硫、磷外,其它成分仅供参考,不作供货条件。

甲类钢多轧制成棒材、板材、条材和型材,直接供车辆、桥梁、船舶、化工、建筑等各方面使用,使用过程一般不再进行锻压和热处理。其中A3是一般钢结构所采用的标准钢材。

(2)乙类钢(又称B类钢) 这类钢是按照保证化学成分供货。乙类钢主要用来制造对机械性能要求不高的机器零件,使用时往往要进行锻压和热处理。

(3)特类钢(又称C类钢)这类钢供货时既保证机械性能又保证化学成分。 特类钢可以满足某些特定的要求,以供专门的应用,其机械性能与化学成分和对应牌号的甲类、乙类的钢相同。 5、

按炼钢方法分类

(1) 转炉钢 用转炉炼出来的钢。它按炉衬材料可分类酸性转炉钢和碱性转炉钢,按送风方法又可分为底吹转炉钢,侧吹转炉钢和纯氧顶吹转炉钢。 (2)平炉钢 用平炉炼出来的钢。按炉衬材料也分为酸性平炉钢和碱性平炉钢。 (3)电炉钢 用电炉炼出来的钢。按炉衬材料也可分为酸性电炉钢和碱性电炉钢。 6、按脱氧程度分类 钢还可按冶炼时脱氧程度的不同,分为镇静金钢、沸腾钢及半镇静钢。

(1)镇静钢 这类钢脱氧完全,浇钢锭时没有严重的翻滚现象,形态“镇静”,故名为镇静钢。


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