新型微合金鋼的焊接

序

前言

第1章 鋼的焊接性及其發(fā)展

第2章 焊接對板材. 型鋼和輕型結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展方向的影響

第3章 焊接在新型結(jié)構(gòu)鋼開發(fā)中的作用

第4章 新型含Ti微合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性

第5章 新型含Ti微合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性試驗(yàn)與評定

第6章 新型含Ti微合金鋼焊接時(shí)的沉淀物和其穩(wěn)定性的特征

第7章 新型高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接

第8章 微合金結(jié)構(gòu)鋼大熱輸入焊后的韌性

第9章 石油. 天然氣輸送管線用鋼的焊接材料

第10章 石油. 天然氣輸送管線用鋼的焊接性 評定試驗(yàn)

第11章 新型微合金化鐵路重軌鋼的焊接性及其評定

第12章 微合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性與焊接工藝參數(shù)的制定

附錄

許祖澤，1937年6月生于江蘇省金壇縣。1962年起在治金部鋼鐵研究總院金屬焊接研究室工作，其中曾先后在瑞典金屬研究所、芬蘭奧魯大學(xué)和羅德洛基鋼鐵公司技術(shù)中心工作。先后任工程師，客座工程高級工程師、主任，理事，高訪學(xué)者，客座教授和研究員。教授級高工、教授、顧問，高級顧問和委員等職。曾獲國家發(fā)明獎一項(xiàng)；冶金部、石油天然氣總公司和上海寶鋼科技進(jìn)步一等獎各一項(xiàng)。北京機(jī)械工程學(xué)會優(yōu)秀論文證書一項(xiàng)和國務(wù)院政府特殊津貼。出版著、編、譯書籍八本，論文幾十篇。

40年來主要學(xué)術(shù)和科研經(jīng)歷為動態(tài)熱力學(xué)模擬技術(shù)、60-75%g/m鐵路重軌鋼的焊接性、石油天然氣輸送管線鋼的焊接性及其埋弧焊絲，最后參加發(fā)達(dá)國家鋼鐵冶金企業(yè)技術(shù)改造經(jīng)驗(yàn)的宣傳和交流工作。終身不忘“自強(qiáng)不息，厚德載物”的校訓(xùn)。

這是一本介紹新型微合金鋼及其焊接和實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用相結(jié)合的書。內(nèi)容有：鋼的焊接性，焊接對板材、型鋼和輕型結(jié)構(gòu)鋼的影響，新型含Ti微合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性和焊接性試驗(yàn)，大熱輸入焊后的韌性，新型高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（TMCP AcC鋼）的焊接，石油天然氣輸送管線用鋼的焊接性及焊接材料，微合金化鐵路重軌鋼的焊接性及其評定，微合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性與焊接工藝參數(shù)的制定。

本書可作為開發(fā)應(yīng)用微合金結(jié)構(gòu)鋼的研究院所、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部門、生產(chǎn)加工和使用廠家、大中院校材料和焊接專業(yè)師生的參考書。此外，還對從事結(jié)構(gòu)鋼焊接生產(chǎn)、使用的技術(shù)人員具有參考價(jià)值。

本書介紹新型微合金鋼及其焊接與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的結(jié)合，主要內(nèi)容包括： 鋼的焊接性及其發(fā)展，焊接對板材、型鋼和輕型結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展方向的影響，焊接在新型結(jié)構(gòu)鋼開發(fā)中的作用，新型含Ti微合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性和試驗(yàn)與評定，焊接時(shí)沉淀物和其穩(wěn)定性的特征，新型高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接，大熱輸入（線能量）焊后的韌性，石油天然氣輸送管線用鋼的焊接性及其焊接材料，微合金化鐵路重軌鋼的焊接性，纜式電弧焊絲、新型微合金鋼生產(chǎn)與控制軋制和控制冷卻工藝，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的系統(tǒng)裝備與效果，焊接與地震、抗災(zāi)和減災(zāi)，以及新型微合金結(jié)構(gòu)鋼焊接指南。

本書可作為開發(fā)應(yīng)用新型微合金結(jié)構(gòu)鋼的研究院所，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工和使用廠家，大中院校材料和焊接專業(yè)相關(guān)人員的參考書； 對于設(shè)計(jì)生產(chǎn)應(yīng)用焊接鋼結(jié)構(gòu)的工程師、焊接技師、焊工以及材料銷售經(jīng)理和技術(shù)人員等也具有參考價(jià)值。

第1章鋼的焊接性及其發(fā)展

1.1概述

1.2焊接和結(jié)構(gòu)鋼及其焊接性的發(fā)展

1.3模擬施焊系統(tǒng)

1.3.1模擬施焊系統(tǒng)的構(gòu)成和功能

1.3.2模擬施焊系統(tǒng)的應(yīng)用

1.4焊接性評估工藝學(xué)的發(fā)展

1.5焊接熱模擬技術(shù)的發(fā)展

1.6鋼的焊接性與材料的結(jié)合性

1.7動態(tài)熱力學(xué)工藝模擬技術(shù)的推廣應(yīng)用

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第2章焊接對板材、型鋼和輕型結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展方向的影響

2.1概述

2.2焊接對煉鋼與軋制發(fā)展方向的影響

2.3焊接結(jié)構(gòu)鋼的冷裂紋

2.4焊接熱影響區(qū)韌性

2.4.1影響熱影響區(qū)（HAZ)韌性的因素

2.4.2對HAZ韌性要求的發(fā)展趨勢

2.5焊接結(jié)構(gòu)鋼的層狀撕裂

2.6焊接結(jié)構(gòu)用軋制型鋼

2.7壓力容器和鍋爐用低合金鋼厚板對潔凈性和均質(zhì)性的要求

2.8輕型焊接結(jié)構(gòu)鋼

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3章焊接在新型結(jié)構(gòu)鋼開發(fā)中的作用

3.1新型結(jié)構(gòu)鋼產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用

3.2關(guān)于預(yù)制品和預(yù)處理服務(wù)

3.3新型易焊結(jié)構(gòu)鋼

3.4熱力學(xué)工藝軋制的帶材和板材

3.5高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

3.6高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度造船鋼

3.7海上采油平臺鋼

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第4章新型含Ti微合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性

4.1概述

4.2影響Ti、Nb和V微合金鋼焊接性的主要因素

4.2.1化學(xué)成分的影響

4.2.2鋼的化學(xué)成分與碳當(dāng)量

4.3焊接條件下的沉淀特征

4.3.1概述

4.3.2焊接期間奧氏體晶粒的長大

4.3.3焊接熱循環(huán)期間沉淀物的熔解

4.4鋼的HAZ顯微組織分類

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第5章新型含Ti微合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性試驗(yàn)與評定

5.1概述

5.2試驗(yàn)用鋼材

5.2.1成分與性能

5.2.2鋼板的焊接

5.3奧氏體晶粒粗化特征

5.3.1峰值溫度對奧氏體晶粒長大的影響

5.3.2加熱速度對奧氏體晶粒尺寸的影響

5.3.3對奧氏體晶粒長大的控制

5.4焊接連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖

5.5硬度試驗(yàn)

5.5.1試樣的硬度

5.5.2HAZ的顯微組織和硬度

5.6韌度試驗(yàn)

5.6.1夏比V形沖擊試驗(yàn)

5.6.2HAZ的CTOD韌度

5.7含Ti微合金鋼插銷試驗(yàn)和冷裂紋敏感性

5.7.1插銷試驗(yàn)

5.7.2冷裂紋敏感性與插銷試驗(yàn)的關(guān)系

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第6章新型含Ti微合金鋼焊接時(shí)的沉淀物及其穩(wěn)定性的特征

6.1概述

6.2焊接沉淀特征

6.2.1CMn鋼中的沉淀特征

6.2.2含Ti微合金鋼中的沉淀特征

6.2.3TiNb微合金鋼中的晶粒特征

6.2.4TiV微合金鋼的沉淀特征

6.2.5TiNbV微合金鋼中的沉淀特征

6.2.6低碳TiNb微合金鋼中的沉淀特征

6.3沉淀物穩(wěn)定性特征

6.3.1含Ti微合金鋼中TiN的穩(wěn)定性

6.3.2TiNb微合金鋼中沉淀物的穩(wěn)定性

6.3.3TiV微合金鋼中顆粒的穩(wěn)定性

6.3.4TiNbV沉淀物的穩(wěn)定性

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第7章新型高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接

7.1概述

7.2冷裂紋的危險(xiǎn)性

7.2.1低CE值

7.2.2低硫

7.3HAZ的韌性

7.3.1粗晶粒熱影響區(qū)（CGHAZ）

7.3.2臨界溫度間熱影響區(qū)（ICHAZ）

7.3.3臨界溫度間粗晶粒熱影響區(qū)（ICCGHAZ）

7.3.4亞臨界溫度粗晶粒熱影響區(qū)（SCCGHAZ)

7.3.5微合金化

7.3.6局部脆化區(qū)（LBZ)的防止

7.3.7設(shè)計(jì)

7.4軟化

7.5焊縫金屬的韌性

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第8章微合金結(jié)構(gòu)鋼大熱輸入（線能量）焊后的韌性

8.1概述

8.2普通熱軋鋼和熱力學(xué)工藝鋼的成分、厚度、力學(xué)性能和焊接性

8.3大熱輸入焊接條件下CGHAZ的沖擊吸收功

8.4大熱輸入（線能量）焊接條件下CGHAZ的顯微組織

8.5碳當(dāng)量對大熱輸入焊接（單道焊和多道焊）時(shí)CGHAZ韌性的影響

8.6Ti和N含量與CGHAZ韌性的關(guān)系

8.7Nb含量在CGHAZ韌性中的作用

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第9章石油、天然氣輸送管線用鋼的焊接材料

9.1概述

9.2石油、天然氣輸送管線用焊條

9.2.1石油、天然氣輸送管線現(xiàn)場施工焊接

9.2.2焊縫的評定

9.3石油、天然氣輸送管線用埋弧焊絲

9.3.1油、氣輸送管用高韌性埋弧焊絲的成分設(shè)計(jì)

9.3.2對于管線用埋弧焊絲配用的焊劑的要求

9.3.3微合金化埋弧焊絲的研制開發(fā)和應(yīng)用

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第10章石油、天然氣輸送管線用鋼的焊接性評定試驗(yàn)

10.1概述

10.1.1對材料化學(xué)成分的要求

10.1.2碳當(dāng)量

10.1.3與焊接性有關(guān)的力學(xué)性能

10.1.4斷裂韌度

10.1.5夏比沖擊韌度

10.1.6維氏硬度

10.2石油、天然氣輸送焊管的母材和焊接接頭

10.3國產(chǎn)油氣輸送管線用鋼的焊接性評定

10.3.1焊管鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖

10.3.2焊管鋼CGHAZ的硬度（HV10)

10.3.3焊管鋼的CGHAZ的組織

10.3.4兩種X52焊管鋼母材和CGHAZ的夏比沖擊韌度比較

10.3.5焊管鋼模擬CGHAZ的低溫沖擊（CVN)韌度

10.3.6焊管鋼的焊接冷裂紋敏感性試驗(yàn)

10.3.7焊管鋼的焊接熱裂紋敏感性試驗(yàn)

10.3.8焊管鋼的落錘撕裂試驗(yàn)

10.3.9焊管鋼焊接接頭的裂紋尖端張開位移（CTOD）試驗(yàn)

10.3.10焊管鋼焊接接頭的疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)

10.3.11焊管鋼焊接接頭應(yīng)力腐蝕（SCC）試驗(yàn)

10.3.12焊管鋼成形性（包辛格效應(yīng)）試驗(yàn)

10.4焊管鋼埋弧焊接接頭焊縫成分、硬度分布及金相組織評定

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第11章新型微合金化鐵路重軌鋼的焊接性及其評定

11.1概述

11.2國外鐵路重軌鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能

11.3新型重軌鋼焊接工藝特點(diǎn)

11.4高強(qiáng)高速耐磨重軌鋼的焊接性

11.5重軌鋼焊接熱循環(huán)的特征及其對材質(zhì)的影響

11.6重軌鋼的焊接性

11.6.1母材成分、合金元素和冶金因素等對焊接性的影響

11.6.2重軌鋼金相組織和焊接性

11.6.3HAZ硬度分布和焊接性

11.6.4重軌鋼的奧氏體轉(zhuǎn)變行為和焊接性

11.6.5HAZ的力學(xué)性能和焊接性

11.7微合金元素V對重軌鋼焊接性的影響

11.8國產(chǎn)微合金化重軌鋼P(yáng)74的焊接性

11.8.1熱模擬技術(shù)在重軌鋼焊接性研究中的應(yīng)用

11.8.2連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖

11.8.3硬度試驗(yàn)

11.8.4HAZ的韌性

11.8.5疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)

11.8.6熱塑性試驗(yàn)

11.9我國生產(chǎn)的重軌鋼主要焊接性能和國外的比較

11.9.1焊接連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖

11.9.2重軌鋼焊接粗晶熱影響區(qū)(CGHAZ）的金相組織

比較

11.9.3重軌鋼焊接模擬熱影響區(qū)的硬度分布

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第12章纜式電弧焊絲

12.1概述

12.2纜式電弧焊絲制造工藝起源于電纜制造工藝

12.3纜式電弧焊絲的焊接工藝

12.4存在穩(wěn)定的潛弧現(xiàn)象

12.5渦流型流體流動模式

12.6優(yōu)良的物理性能

12.7高效節(jié)能效果

12.8應(yīng)用及發(fā)展前景

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第13章新型微合金鋼生產(chǎn)與控制軋制和控制冷卻工藝

13.1概述

13.2控制軋制工藝

13.3控制冷卻工藝

13.4管線鋼的包申格效應(yīng)

13.5微合金化元素在控制軋制和控制冷卻工藝中的作用

13.6碳、硫、磷及雜質(zhì)元素的作用

13.7控制軋制工藝的理論基礎(chǔ)

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第14章實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的系統(tǒng)裝備與效果

14.1概述

14.2高爐“專家系統(tǒng)”

14.3煉焦過程管理系統(tǒng)

14.4煉鋼廠的燒結(jié)裝備和燒結(jié)礦質(zhì)量

14.5輥縫測量裝備

14.6連鑄機(jī)鋼水位置的自動控制系統(tǒng)和二次冷卻曲線

14.7輥縫測量裝備

14.8爐處理技術(shù)

14.9爐塵過濾技術(shù)

14.10實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化后的效果

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第15章焊接與地震和抗災(zāi)、減災(zāi)的關(guān)系

15.1概述

15.2結(jié)構(gòu)抗(地)震性能的特點(diǎn)

15.3碳素鋼、低碳鋼和鋼筋鋼

15.4焊接性與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼材質(zhì)量

15.5碳素鋼的脆性

15.5.1分類

15.5.2碳素鋼脆性特點(diǎn)

15.5.3影響碳素鋼脆性的因素

15.6碳素鋼的缺陷

15.6.1結(jié)疤

15.6.2裂紋

15.6.3縮孔殘余

15.6.4分層

15.6.5白點(diǎn)

15.6.6偏析

15.6.7非金屬夾雜

15.6.8疏松

15.6.9帶狀組織

15.7焊接熱的作用與接頭的局限性

15.8鋼筋的選材

15.9混凝土材料的選材

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第16章新型微合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接指南

16.1概述

16.2國外低合金鋼、新型微合金鋼制造規(guī)程和技術(shù)條件

16.3國外各種微合金結(jié)構(gòu)鋼

16.3.1通用結(jié)構(gòu)鋼

16.3.2EX正火細(xì)晶粒鋼

16.3.3可成形EX HR/HS/HSF鋼

16.3.4耐候鋼

16.3.5可淬火EX B含硼鋼

16.3.6熱力學(xué)形變工藝的EX（細(xì)晶粒）M鋼

16.3.7壓力容器用鋼

16.3.8造船用鋼

16.4焊接性

16.5焊接接頭組織和性能

16.6電弧焊熱輸入和冷卻時(shí)間t8/5

16.7焊接工藝的選擇

16.8焊接材料的選擇和使用

16.9焊接熱輸入的限制

16.10預(yù)熱和層間溫度

16.11層狀撕裂

16.12結(jié)晶裂紋

16.13焊前準(zhǔn)備

16.13.1熱切割

16.13.2預(yù)制板

16.14焊后熱處理

16.15變形的控制

16.15.1變形類型

16.15.2火焰矯正

16.16焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度

16.17冷成形

16.18修復(fù)焊

參考文獻(xiàn)

附錄

附錄A新型微合金鋼產(chǎn)品分類

附錄B對最常見的歐盟鋼種推薦的填充材料

附錄C新型微合金鋼的碳當(dāng)量