常用金属材料的焊接(低温用钢、高锰钢、时效钢、耐热钢)讲诉.pdfVIP

常用金属材料的焊接(低温用钢、高锰钢、时效钢、耐热钢）

41试述Ni9低温用钢的焊接工艺。

Ni9钢是低碳马氏体型低温用钢，其化学成分，见表23。

表23Ni9钢的化学成分（质量分数）（%）

温度等级(℃)CNiSiMnPS

-196≤0.138.50～9.500.15～0.30≤0.90≤0.035≤0.04

Ni9钢具有良好的低温韧性和焊接性，常用的焊接方法是手弧焊，其次是埋弧焊和钨极氩弧焊。

⑴焊接材料Ni9低温钢常用的焊接材料有Ni的质量分数约60%以上的Inconel型、Ni的质量分数约40%

的FeNi基型、Ni的质量分数为13%的奥氏体不锈钢型和Ni11%的铁素体型等，其中Ni基与Fe-Ni基的焊

接材料低温韧性好，线膨胀系数与Ni9钢相近，但成本高、屈服点偏低。Ni的质量分数为13%-Cr16%型焊

接材料的成本低、屈服点高，但低温韧性稍差，线膨胀系数与Ni9钢有很大差异。

Ni9钢手弧焊用焊接材料为Ni60Cr15Mo、Ni55Cr22Mo9、Ni67Cr16Mo3、Cr15Ni70Mn4Mo4Nb；埋弧焊用焊接

材料为Ni67Cr16Mn3Ti、Ni58Cr22Mo9W；钨极氩弧焊用焊接材料为Ni11、Ni70Mo18CrW。

⑵焊接工艺焊前一般不预热，当板厚超过50mm时可预热50℃，冷变形超过3%时应进行退火处理，退火

火为550～558℃。焊接线能量应控制在45kJ/cm以下，一般常用7～35kJ/cm。

手弧焊时焊条直径不超过4mm。当采用有弧坑裂纹倾向的焊条焊接Ni9钢时，打底焊应采用穿透法焊接，

把弧坑尽可能留在背面，以便清根时能把弧坑裂纹消除掉。

埋弧焊时焊丝直径不超过3.2mm。

㈠

42试述0Cr21Ni6Mn9超低温无磁钢的焊接工艺。

0Cr21Ni16Mn9N钢是奥氏体型超低温用钢，其化学成分，见表24。

表240Cr21Ni16Mn9N钢的化学成分（质量分数）（%）

CSiMnNiCrNSP

≤0.08≤1.08.0～10.05.50～8.019.50～21.500.15～0.30≤0.03≤0.03

㈠此钢由中国科学院金属研究所研制成,目前尚未列入国标中。

0Cr21Ni16Mn9N钢焊接时的主要问题是防止出现热裂纹、降低低温韧性和预防碳化物析出。为此，焊缝中

应有一定量的铁素体，以防产生热裂纹，但铁素体的存在又会使低温韧性变坏，磁性增高，目前使用的

0Cr21Ni16Mn9N钢中，焊接时仅在熔合区出现少量铁素体，对低温韧性和磁性影响不大。

0Cr21Ni16Mn9N钢在650～750℃回火时，或被加热到该温度范围的焊接热影响区会沿晶界析出大量碳化物

Cr23C6，导致脆性，所以焊接时必须严格控制焊接线能量和层间温度，不能预热和后热，必要时还可采取

强迫冷却的措施以防止析出碳化物。

目前，0Cr21Ni16Mn9N钢的焊接仅限于钨极氩弧焊和真空电子束焊，钨极氩弧焊时采用的填充焊丝化学成

分，见表25。

表25填充焊丝的化学成分（质量分数）（%）

CSiMnNiCrNSP

≤0.04≤0.058.0～10.013.0～16.019.0～22.00.15～0.20≤0.02≤0.02

焊接根部第一层焊缝时，必须用氩气保护背面，层间温度要控制在100℃以下，背面只能用砂轮打磨清根，

不能用碳弧气刨清根，以免渗碳。

43试述15Mn26Al4超低温用钢的焊接工艺。

15Mn26Al4钢是为了节约Ni、Cr而用Mn、Al代替的奥氏体超低温用钢，工作温度为-253℃，其化学成分

见表26。

表2615Mn26Al4钢的化学成分（质量分数）（%）

CMnAlSiSP

0.13～0.1924.5～27.03.80～4.70≤0.6≤0.035≤0.035

焊接15Mn26Al4钢的主要问题是：

⑴铝的过渡系数低铝是一种活泼元素，焊接时特别容易