材料成形原理3

1测试题3答案一、名词联生结晶：以熔合区附近加热至半熔化状态基本金属的晶粒表面，非自发晶核就依附在这个表面上，并以柱状晶的形态向焊缝中心成长，这种结晶方式称为联生结晶。碳当量：把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬的影响程度折合成碳的相当含量。析出型气孔：因气体在液、固金属中的溶解度差造成过饱和的气体来不及逸出所形成的气孔二、焊缝脱氧方式有哪几种？为什么酸性焊条用锰铁作为脱氧剂，而碱性焊条用硅铁、锰铁和钛铁作为脱氧剂？答：脱氧方式有：扩散脱氧，先期脱氧，沉淀脱氧。酸性渣中含有较多的SiO2和TiO2，与脱氧产物MnO生成复合化合物进入熔渣，从而达到脱氧的目的。碱性渣中含有较多的碱性氧化物，若单独采用锰铁脱氧，与脱氧产物MnO不能形成复合化合物而进入熔渣。若单独采用硅铁脱氧，生成的SiO2熔点高，易造成夹杂。加入钛铁可进行先期脱氧，保护硅锰向熔池中过渡，焊缝中主要进行硅、锰联合脱氧，生成脱氧产物MnO.SiO2，熔点低，密度小，易进入熔渣。三、16Mn钢HAZ的组织区域有哪几种？并简述各区域的温度范围及组织性能特点。答：16Mn钢HAZ可分为四个区域：熔合区，粗晶区，相变重结晶区，不完全重结晶区。熔合区：TL～Ts之间，成分分布极不均匀。过热区：Ts～1100℃，奥氏体晶粒严重长大，可能产生魏氏组织，韧性差。相变重结晶区：AC3～1000℃左右，P、F将发生相变重结晶，晶粒细化，冷却后得到细小的F+P.具有较好的综合性能。不完全重结晶区：AC1～AC3，只发生部分相变重结晶，室温组织为细小的F＋P和粗大的F,组织不均匀，性能不好。四、从抗热裂纹的角度分析，为什么焊接18-8不锈钢时，希望得到γ+δ双相焊缝组织？答：（1）少量的δ相可以细化晶粒，打乱奥氏体粗大柱状晶的方向性。（2）δ相具有比γ相溶解更多S、P的有利作用。五、下图为低合金钢焊接接头宏观照片，在HAZ的近缝区产生了氢致裂纹。1）影响氢致裂纹产生的因素有哪些？2）试分析为什么氢致裂纹易于在此区域产生？答：1）影响氢致裂纹产生的三个基本因素是：钢的淬硬组织、氢的含量及分布、拘束应力状态。2）对于低合金钢，焊缝的含碳量低于母材，因此焊缝的相变温度高，奥氏体首先发生转变，即γ→F、P等，而HAZ尚未分解。当焊缝由γ→F、P等转变时，氢的溶解度下降，扩散速度又快，因此氢通2过熔合线向奥氏体尚未分解的HAZ中扩散。而氢在奥氏体中的扩散速度又小，不能很快地扩散到较熔合线较远的地方去。HAZ进行马氏体转变，氢以过饱和状态存在于该处，增加了其脆性。六、已知母材含Mn0.5%，熔合比为0.4，焊丝含Mn0.45%，药皮重量系数0.4，Mn的过渡系数为50%，若要求焊缝含Mn1.5%，药皮中应加入多少含Mn量为80%的低碳锰铁？解：由题可知：母材中锰含量：Cb=0.5%，焊丝中锰含量：Ccww=0.45%，焊缝中锰含量：Cww=1.5%熔合比θ=0.4,Kb=0.4,η=50%因dbwCCC)1(故熔敷金属中锰含量为：%17.24.01%5.04.0%5.11bwdCCC又由cobcwdedCKCCCC可求得药皮中锰含量为：%73.9%504.0%45.0%50%17.2bcwdcoKCCC药皮中应加入的低碳锰铁量为：%16.12%80%73.9%80coC