第十一章 焊接热影响区的组织与性能.docx

1、第十一章 焊接热影响区的组织与性能 金陵科技学院教案【封面】任课系部：材料工程学院 材料系 课程名称金属材料成型原理课程编号0802407007授课对象专业材料科学与工程课程类别必修课公共基础课；学科基础课；专业核心课选修课专业方向课；专业拓展课；公选课总学时数48学分数3学时分配课堂讲授 32学时； 实践课16学时教材名称材料成形基本原理作者刘全坤出版社及出版时间机械工业出版社指定参考书作者出版社及出版时间材料成形原理陈平昌机械工业出版社，2001材料成型原理陈玉喜中国铁道出版社，2002授课教师杨晓莉职称副教授单位材料工程学院金陵科技学院教案【教学单元首页】第 次课 授课学时 2 教案完成

2、时间： 章、节第十一章 主要内容第10章 焊接热影响区的组织与性能 第一节 焊接热循环 第二节 焊接热循环下的金属组织转变特点 第三节 焊接热影响区的组织与性能 目的与要求了解本课程的性质、目的及要求，对材料测试与研究方法有一个全面、系统的认识，熟悉材料现代分析的一般原理和主要方法，对各种材料分析方法的基本原理和基本应用有概略行的认识。重点与难点重点：焊接热循环的参数及特征、不易淬火钢热影响区的组织与性能、热影响区的硬化、脆化、韧化、软化。教学方法与手段 PPT多媒体教学结合板书授课内容内 容备 注11.1焊接热循环 11.1.1研究焊接热循环的意义 找出最佳的焊接热循环； 用工艺手段改善焊接

3、热循环； 预测焊接应力分布及改善热影响区组织与性能。 11.1.2焊接热循环的参数及特征 11.1.3焊接热循环参数的计算 峰值温度m的计算 点热源（厚板） 线热源（薄板） 相变温度以上的停留时间tH 的计算 点热源（厚板） 线热源（薄板） 冷却速度C和冷却时间的计算 冷却速度： 厚板 薄板 冷却时间： 厚板 薄板 11.2焊接热循环条件下的金属组织转变特点 11.2.1焊接过程的特殊性 五个特点（以低合金钢为例）： 加热温度高 在熔合线附近温度可达l350l400； 加热速度快 加热速度比热处理时快几十倍甚至几百倍； 高温停留时间短 在AC3以上保温的时间很短(一般手工电弧焊约为420s，埋

4、弧焊时30l00s) ； 在自然条件下连续冷却（个别情况下进行焊后保温缓冷）； 有热应力作用状态下进行的组织转变。 11.2.2焊接加热过程的组织转变 焊接过程的快速加热，将使各种金属的相变温度比起等温转变时大有提高。11.2.3焊接冷却过程中的组织转变 焊接条件下的组织转变不仅与等温转变不同，也与热处理条件下的连续冷却组织转变不同 。 随冷却速度增大，平衡状态图上各相变点和温度线均发生偏移。 11.3 焊接热影响区的组织与性能 11.3.1焊接热影响区的组织分布 11.3.2焊接热影响区的性能 焊接热影响区的硬化焊接热影响区的最高硬度Hmax： Hmax（HV10）= 140 + 1089

5、Pcm- 8.2 t 8 / 5材料淬硬倾向的评价指标 碳当量国际焊接学会推荐的CE(IIW)，用于中等强度的非调质低合金钢（?b400700MPa）：20世纪60年代以后，发展了低碳微量多合金元素的低合金高强钢。日本的伊藤等人采用形坡口对接裂纹试验对200多个低合金钢进行研究，建立了Pcm公式： 焊接热影响区的脆化 不同材料的焊接热影响区及热影响区的不同部位都会发生程度不同的材料脆化。 A.粗晶脆化:在热循环的作用下，熔合线附近和过热区将发生晶粒粗化。粗化程度受钢种的化学成分、组织状态、加热温度和时间的影响。 B.组织转变脆化:焊接HAZ中由于出现脆硬组织而产生的脆化称之组织脆化。 C.析出

6、脆化:析出脆化的机理目前认为是由于析出物出现以后，阻碍了位错运动，使塑性变形难以进行。若析出物以弥散的细颗粒分布于晶内或晶界，将有利于改善韧性。但以块状或沿晶界以薄膜状分布的析出物会造成材料脆化。 D.热应变时效脆化:产生应变时效脆化的原因, 主要是由于应变引起位错增殖，焊接热循环时，碳、氮原子析集到这些位错的周围形成所谓Cottrell气团，对位错产生钉扎和阻塞作用而使材料脆化。 E.氢脆以及石墨脆化 焊接热影响区的软化 焊接热影响区的性能控制 A.控制焊接工艺过程 B.改善母材的焊接性能 金陵科技学院教案【末页】本单元知识点归纳研究焊接热循环的意义焊接热影响区的组织分布特征焊接热影响区的性能及性能控制思考题或作业题焊接热影响区的性能控制的方法有哪些？请举例说明。请举例说明焊接过程的特殊性。本单元教学情况小结备注注：教案首页和末页中间为授课内容