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文档简介
焊接技术培训质量部焊接室COSCONANTONGSHIPYARDCO.,LTD.之高强钢和特殊钢材的焊接质量部焊接室标准中钢材的分类船用低合金高强钢和超高强度钢低合金高强钢容易产的的焊接缺陷低合金高强钢焊接注意事项高强钢的焊接培训内容:常用钢材在DNV标准中的分类DNV-OS-C401中阐述了这些材料的焊接工艺评定规则常用钢材在AWS标准中的分类AWS中的常用钢材表列较多。按照表3.1,材料被分成ⅠⅡⅢⅣ共4组,材料的屈服强度级别依次递增。如果一定要与DNV对应的话,大致可以这样比较:Ⅰ-NS,Ⅱ-HS,ⅢⅣ-EHS。表3.1中包括了美国材料与试验协会(ASTM)、美国石油工程协会(API)和美国船检局(ABS)的材料。表4.9(是表3.1的补充)中是ASTM中超高强钢材。其他标准API2Y,2H,2W,API5LX52,ASTMA131/ABS标准的A~F级的屈服强度在315(A32)以上的船板,16Mn,Q345等,均为普通低合金高强度C-Mn钢。船用高强钢的分类力学性能先来学习一下常用几种标准中
高强钢的分类高强钢材在ABS标准中的分类及力学性能超高强钢材在ABS标准中的分类及力学性能DNV中低合金高强钢船用钢材的分类和力学性能DNV中低合金超高强钢船用钢材的分类和力学性能高强钢的焊接公司现用的超高强钢有D420、E420、690、EQ43、EQ56、A514Gr.Q等。这些材料焊接过程中,相对来说容易出问题。下面我们来进一步来接这些材料的焊接性。2.1低合金高强钢的焊接性强度级别较低的普通强度钢(屈服强度235-270MPa),由于钢中合金元素含量较少,其焊接性良好,接近于低碳钢。随着钢中合金元素的增加,强度级别提高(屈服强度≥315MPa),钢的焊接性也逐渐变差,出现的主要问题是:⑴热影响区的淬硬倾向⑵冷裂纹⑶热裂纹⑷粗晶区脆化2.1低合金高强钢的焊接性⑴热影响区的淬硬倾向
含碳量较少、强度级别较低的钢种,如A27钢等,淬硬倾向很小。随着强度级别的提高,淬硬倾向也开始加大,如16Mn、A36以上钢焊接时,快速度冷却会导致在热影响区出现马氏体组织。2.1低合金高强钢的焊接性⑵冷裂纹
低合金高强钢焊接时,热影响区的冷裂纹倾向加大,并且这种冷裂纹往往具有延迟的性质,危害性很大。例如,某公司材料为EH36钢,壁厚88.9mm的一导管架钢桩结构,由于预热温度不够,焊后在热影响区形成大量冷裂纹。
低合金高强钢的定位焊缝很容易开裂,其原因是由于焊缝尺寸小、长度短、冷却速度快,这种开裂属于冷裂纹性质。2.1低合金高强钢的焊接性⑶热裂纹一般情况下,屈服强度等级为315~400MPa的热轧、正火钢,热裂倾向较小,但在厚壁板材的高稀释率焊道(如根部焊道或靠近坡口边缘的多层埋弧焊焊道)中也会出现热裂纹。电渣焊时,若母材的含碳量偏高并含镍时,电渣焊缝中可能会出现呈八字形分布的热裂纹。屈服强度等级为420~690MPa的中碳调质钢,焊接时热裂的敏感性较大。因此,海工标准中对此类钢焊接时的线能量要求更严格。如EQ56,EQ-70,A514Gr.Q,P460NL1,EH42,NVE420~NVE690等。2.1低合金高强钢的焊接性⑷粗晶区脆化
热影响区中被加热至1100℃以上的粗晶区,当焊接线能量过大时,粗晶区的晶粒将迅速长大或出现魏氏组织而使韧性下降,出现脆化段。2.2低合金高强钢焊接时的主要工艺措施预防冷裂纹的主要措施这里主要从减少淬硬组织、减少扩散氢含量、减少残余应力三方面来讲施工上预防冷裂纹的措施:(1)焊前预热(2)选择合适的线能量(3)后热和焊后热处理(4)焊材的发放、使用和存储2.2低合金高强钢焊接时的主要工艺措施⑴预热预热是防止裂纹的有效措施,并且还有助于改善接头性能。但预热会恶化劳动条件,使生产工艺复杂化,过高的预热温度还会降低接头韧性。因此,焊前是否需要预热以及预热温度的确定应根据钢材的成分(碳当量)、板厚、结构形状、刚度大小以及环境温度等决定。2.2低合金高强钢焊接时的主要工艺措施⑵焊接线能量的选择含碳低的热轧钢焊接时,因为这些钢的冷裂淬硬、脆化等倾向小,所以对焊接线能量没有严格的限制。焊接含V、Nb、Ti的钢种,为降低热影响区粗晶脆化所造成的不利影响,应选择较小的焊接线能量。如A~F32到A~F40钢的焊接线能量应控制在35kJ/cm以下。2.2低合金高强钢焊接时的主要工艺措施⑶后热及焊后热处理
后热是指焊接结束或焊完一条焊缝后,将焊件立即加热至200~250℃范围内,并保温一段时间(2h左右),使接头中的氢扩散逸出,防止延迟裂纹产生。
对于厚板及应力复杂区域的高强钢板,焊后应采取后热工艺措施或覆上足够厚的保温棉(毡)进行缓冷。2.2低合金高强钢焊接时的主要工艺措施⑶后热及焊后热处理
对于厚板、高刚性的焊接结构以及一些在低温、耐蚀条件下工作的构件,当现场条件允许时,焊后应及时进行消除应力的高温回火,其目的是消除焊接残余应力,改善组织。焊后立即进行高温回火的焊件,无需再进行后热处理。在低温下(如冬季露天作业)或在大刚性、大厚度结构上焊接时,为防止出现冷裂纹,需采取预热措施。低合金高强钢焊接时,焊材的选用原则为等强原则。焊接缺陷焊接接头在焊后冷却到较低温度下(对于钢来说在Ms温度以下)所产生的焊接裂纹,称为冷裂纹。在由于焊接裂纹引发的事故中,由冷裂纹所造成的事故约占90%。焊接技术培训1.裂纹
1.3冷裂纹
B.焊接缺陷
焊趾裂纹焊接缺陷焊接技术培训1.裂纹
1.3冷裂纹
B.焊接缺陷
1.3.1冷裂纹的特征:从产生的条件和原因来看,它与其他裂纹有本质上的区别。2)产生冷裂的材料多产生于有淬硬倾向的低合金高强度钢和中、高碳钢的焊接接头中。裂纹大多在热影响区,通常源于融合区,有时也在高强度钢或钛合金的焊缝中。
1)冷裂纹形成的温度大量研究结果表现,对于钢材来说冷裂纹形成的温度大体在(-100~100℃)之间,而对于铸铁型焊缝来说,经测定一般在400℃以下。具体温度随母材与焊接条件不同而异。所以现场为什么要求碳刨完需要焊接的地方,要打磨出金属的原色!焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
3)冷裂纹的断口特征宏观上,一般起裂于热影响区高硬度的马氏体区,它具有脆性断裂的特征,表面金属光泽,呈人字形态发展。从微观上看,多起源于粗大的奥氏体晶粒的晶界交错处。与热裂纹单一沿晶界断裂不同,冷裂纹可沿晶界扩展,也可穿晶扩展,常常是晶间与晶内断裂的混合。4)冷裂纹产生的时间冷裂纹较多出现在焊后延迟一段时间才产生,有些也出现在焊接工程中。延迟时间可能是几小时,几天,十几天,甚至数月。1.3.1冷裂纹的特征:焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
5)冷裂纹的分布1.焊道下裂纹靠近堆焊焊道的热影响区所形成的冷裂纹。走向与熔合线大体平行。裂纹产生没有明显的应力集中,亦无大的收缩应力,但奥氏体化温度最高,晶粒组大。多产生于铁素体焊条焊接且扩散氢含量比较高的情况下。2.焊趾裂纹沿应力集中的焊趾处所形成的焊接冷裂纹。裂纹一般向热影响区粗晶区扩展,有时也向焊缝中扩展。1.3.1冷裂纹的特征:焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
5)冷裂纹的分布4.横向裂纹横向裂纹起源于熔合线,沿垂直于焊缝长度方向扩展到焊缝和热影响。产生的条件与焊道下裂纹相似,多发生于多层焊表层下金属中。在焊缝接头横截面上扩展。3.焊根裂纹沿应力集中的焊缝根部所形成的焊接冷裂纹。主要发生在含氢量较高、预热不足条件下。可能出现在热影响区的粗晶区(过热区),也可能出现在焊缝中,取决于母材的强韧度及根部状态。焊趾裂纹和焊根裂纹均属于缺口裂纹。缺口处应力集中较严重,裂纹容易发生也容易扩展。焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.2形成冷裂纹的三个基本因素大量实验研究已证实,冷裂纹是由扩散氢、钢种的淬硬倾向(淬硬组织)、接头所承受的焊接应力,三个因素共同作用的结果。1)焊缝中的扩散氢含量增加,冷裂纹率增加。扩散氢含量还影响延迟裂纹延时的长短,扩散氢含量越高,延时越短。2)钢的淬硬倾向越大,则接头中出现马氏体的可能性越大,则越容易产生冷裂纹。当材料一定时,冷却速度不同,接头组织将相应改变,冷速越高,马氏体含量越高。3)焊接接头的拘束应力,包括焊接过程中因加热不均匀所承受的热应力、相变应力、结构自身几何因素所决定的内应力。在其他条件一定时,拘束应力达到一定数值就会开裂。焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.2形成冷裂纹的三个基本因素当扩散氢含量较高时,即使马氏体的数量或拘束应力比较小,也可能会诱发出裂纹(如焊道下裂纹)。以上三个因素的作用是相互联系,相互制约,不同条件下起主要作用的因素不同。而当材料的碳当量较高而在接头中形成较多的针状马氏体时,即使扩散氢很少甚至没有,也会产生裂纹。焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.3形成冷裂纹的三个基本因素根据主要因素之不同,将冷裂纹分为以下三类:3.低塑性脆化裂纹
焊接塑性较低的材料(如铸铁),当焊后冷却到400℃以下时,由于焊接收缩应变超过材料的本身变形能力而导致开裂,称之为低塑性脆化裂纹。它可在焊缝中出现,也可发生在焊接热影响区中。其断口具有脆性断裂的形貌特征。2.淬硬脆化裂纹(或称淬火裂纹)主要出现淬硬倾向很大的钢种,在应力作用下即使没有氢的诱发,也会形成开裂。
1.延迟裂纹裂纹不在焊后立即出现。延迟现象的产生于扩散氢的活动有着密切的关系。焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹
1.3.4冷裂形成机理
B.焊接缺陷
溶解在液态金属中的氢原子,在连续冷却凝固和发生固态相变时溶解度发生突变。氢在奥氏体(γ)中的溶解度大大高于在铁素体(α)中的溶解度。在快冷时来不及析出,而以饱和溶解的形式存于铁素体(α)中。由于氢的扩散能力很强,随着时间的延长过饱和的H将不断扩散、迁移,一部分扩散到金属外部,一部分留在金属内部。氢在不同组织中的扩散能力不同,在α相中的扩散能力比在γ相中高。在发生γ→α转变时,氢的溶解度突降,而扩散能力突升。这两个突变决定了氢在焊接接头冷却过程中的扩散方向与分布。焊接技术培训1.氢的作用焊接过程中进入熔池的氢主要来源于焊接材料中的水分、含氢物质、电弧周围空气的水蒸气、焊丝和母材坡口表面上的水、铁锈及油污等杂质。1)氢在固体金属中的溶解与扩散焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹
B.焊接缺陷
1.3.4冷裂形成机理2)氢在金属结晶过程中的扩散焊缝金属的γ分解温度TFA高于母材的分解温度TMA。图中ab两点间两侧的组织不同,焊缝已经完成分解为α-Fe+P(或B、M),而仍为γ相。当焊缝进行γ分解时,氢的溶解度突降,扩散速速突升,过多的氢必然通过熔合线向尚未转变的热影响区扩散。氢扩散到HAZ(或母材)后,由于γ相中溶解度大而扩散速度低,在快冷时,就聚集在熔合线附近形成了高H带。焊接技术培训母材完成相变以后,氢以过饱和形式残留于M(B)中,并扩散到应力集中或晶格缺陷处结合成分子,形成较高的局部应力。加上热应力、组织应力的共同作用,就可能开裂。焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.4冷裂形成机理氢以饱和的形式残留在组织中,并扩散到应力集中或晶格缺陷处结合形成分子,形成较高的局部应力。氢在金属中的扩散还受到应力状态的影响,它有向三向应力区扩散的趋势。常在应力集中或缺口等有塑性应变的部位产生氢的聚集,使该处最早达到氢的临界含量,这就是氢的应力诱导扩散现象。应力梯度愈大,氢的驱动力也就愈大,也即应力对氢的诱导扩散作用愈大。
3)氢的应力诱导扩散焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.4冷裂形成机理综上所述,氢的扩散行为,从高温到低温受不同机理控制,使氢向热影响区的熔合线附近,特别是向应力集中的部位扩散聚集。当这些部位的氢含量达到一定的临界含量值时,就会诱发冷裂。氢的扩散有一定的速度,聚集到临界有一定的时间,这就是宏观上表现为焊后到产生裂纹要有一定得潜伏期(孕育期),即冷裂具有延迟开裂的特征。
延时长短与与应力水平、扩散氢含量和氢的析出条件等因素有关。具体的说,就是与焊接接头的拘束情况、应力集中程度、焊缝金属的扩散氢含量、冷却速度以及接头缺口处金属的韧性等条件有关。焊接缺陷焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.4冷裂形成机理2.钢材的淬硬倾向作用(组织的作用)
M(马氏体)是典型的淬硬组织,这是由于间隙C原子的过饱和,使Fe原子偏离平衡位置,晶格发生明显的畸变所致。当快速冷却时,粗大的A转变成粗大的M,硬淬的M断裂时所需的能量较低。因此,焊接接头中有马氏体存在时,裂纹易于形成和扩展。
马氏体对冷裂的影响除了其本身的脆性外,还与不平衡结晶所造成的较多晶格缺陷有关。这些缺陷在应力作用下会迁移、集中,而形成裂源。裂源数量增多,扩展所需能量又低,必然使冷裂敏感性明显增大。如果仅以M的数量来对比不同钢种的冷裂敏感性,会造成较大的误差。不同组织对冷裂纹的敏感性,大致按下列顺序递增:焊接缺陷
B.焊接缺陷
焊接技术培训某材料冷却速度对组织的影响:焊接缺陷
B.焊接缺陷
焊接技术培训焊接缺陷焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.4冷裂形成机理承受交变外力的T型接头(主机基座某部位)从焊趾处断裂外貌截面突变处应力集中焊缝断裂外貌焊接缺陷焊接技术培训1.裂纹
1.3冷裂纹
B.焊接缺陷
三向应力集中区域由于组织应力,热应力,拘束应力都较大,而形成的裂纹焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.5冷裂纹的防止措施主要是对影响冷裂的三大要素进行控制,如改善接头组织,消除一切氢的来源和尽可能降低焊接应力。2.合理选择和使用焊接材料
1.选用对冷裂敏感性低的母材2.1选用优质低氢焊接材料或低氢的焊接方法。
对于重要结构,则应选择低氢、超低氢、超高强度韧性的焊接材料。严格控制氢的来源。CO2气体保护电弧焊具有氧化性,可以获得低氢焊缝([H]仅为0.04~1.0ml/100g)。焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.5冷裂纹的防止措施2.5改善焊缝金属的塑性和韧性。1)通过焊接材料向焊缝过渡Ti、Nb、Mo、V、B、Te或稀土元素来韧化焊缝,利用焊缝的塑性储备来减轻热影响区的负担,从而降低整个焊接接头的冷裂纹敏感性。
2.合理选择和使用焊接材料
2.2选用低匹配焊接材料2.3采用奥氏体焊条焊接某些淬硬倾向较大的中、低合金高强度钢。2.4严格按规定对焊接材料进行烘培及进行焊前清理工作。焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.5冷裂纹的防止措施1)钢种的强度等级在焊缝与母材等强的情况下,钢材的强度σs越高,预热温度也应越高2)焊条类型3)坡口形式
坡口根部所造成的应力集中越严重,要求的预热温度越高。
4)环境温度
环境温度过低会使冷却速度上升,预热温度应相应提高,DNV-OS-C401中规定最大可以提高25℃。3.制定合理的焊接工艺3.1合理的预热温度和控制层间温度
选择最佳预热温度。影响预热温度的因素有以下几方面:焊接缺陷焊接技术培训
B.焊接缺陷
3.1.1合理的预热温度1.3.5冷裂纹的防止措施焊接缺陷3.1.2预热和层间温度控制温度测量设备:在焊接操作规程中应规定用来测量温度的设备①测温棒;炭棒
(温度敏感材料)②温度表(接触式热电偶)③无接触式测量光装置①③②
B.焊接缺陷
1.3.5冷裂纹的防止措施焊接技术培训焊接缺陷*预热温度:在紧接操作任何焊接前焊缝区域的工件温度
-预热的主要原因是避免氢引起的裂缝,降低焊接残余应力-通常表示为最低温度测量点间的距离t≤50:A=4xt,Max.50mmt>50:A=75*层间温度
:在紧接实行下一层操作前,多焊道焊缝和濒临母材温度-通常表示为最高温度-在电弧通过短时间前必须测量焊缝金属的的层间温度-通常得,层间温度不应超过220-250°C.
B.焊接缺陷预热和层间温度焊接技术培训焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.5冷裂纹的防止措施一般不采用增加线能量的方式来降低冷却速度。可能造成过热区晶粒粗大,接头韧性下降,降低其抗裂性能。但热输入过小,冷却速度快,增加淬硬冷裂倾向。因此,对每种钢的焊接工艺评定合格的焊接热输入,都应严格执行,不能随意乱动。
3.制定合理的焊接工艺3.2严格控制焊接线能量焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.5冷裂纹的防止措施因冷裂存在潜伏期,一般在焊后一段时间后才产生。所以在裂纹产生之前进行热处理,及所谓紧急后热,也就能达到防止冷裂的目的。紧急后热工艺的关键就在于及时,一定要在热影响区冷却到产生冷裂纹的上限温度TUC(一般在100℃左右)之前迅速加热,加热温度也应高于TUC,并且需保温一定时间。目的是使氢充分扩散逸出。若焊后间隔时间较长裂纹已经产生才后热就失去意义。钢的碳当量越高,后热所需温度也越高,后热温度越高,则后热时间越短。一般200℃,1~2h。
3.制定合理的焊接工艺3.3紧急后热焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.5冷裂纹的防止措施3.4必要时焊后热处理焊后进行不同的热处理,可以分别起到消除扩散氢、降低和消除残余应力、改善组织性能。
3.制定合理的焊接工艺焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.5冷裂纹的防止措施4.加强现场管理许多焊接裂纹事故并不是由于母材或焊材选择不当或结构设计不合理,更多的由于施工质量差所造成。因此要防止冷裂纹,在施工中应注意:1)彻底清理焊接坡口(除油、水、锈等,渗碳层氧化层要清理干净,严格限制C、H的侵入,现场这些处理很不好,这是现场几个项目造成横向冷裂的最主要得原因之一)2)保证焊条焊剂的烘干,保温,焊条筒保证预热和通电,随取随用;3)提高装配质量,减少填充金属量;4)严格焊工持证上岗制度,保证焊接质量5)注意施工环境焊接缺陷1.裂纹
1.3冷裂纹焊接技术培训
B.焊接缺陷
1.3.5冷裂纹的防止措施4.加强现场管理6)背面碳刨时,在去除缺陷的同时,不可使剩余的金属太薄,否则容易被撕裂。7)合理的减小应力的焊接顺序先焊收缩量大、自由度大的焊缝。8)锤击焊缝表面,使其产生压应力,以改善焊缝应力场,减小延迟裂纹产生的几率。除底层和盖面层不许锤击外,在破口内和焊趾处敲击。用风铲更好(震动频率越高越好)。焊接缺陷焊接技术培训(1)热影响区的淬硬倾向(硬化):
●强度等级和含碳量低的钢,热影响区淬硬倾向小;屈服强度450MPa以上的低合金高强钢,热影响区可能出现硬而脆的马氏体组织,冲击韧性下降,冷裂敏感性增大,可焊性变差。●防止硬化的措施:采用适中的线能量配合以适当的预热,以获得适当小的焊接冷却速度。因为线能量增大可使硬化倾向降低,但易使晶粒长大。
低合金结构钢的焊接特点:(2)焊接接头的冷裂纹倾向:●产生冷裂纹的三要素:▲热影响区或焊缝金属的淬硬倾向(组织硬化)▲焊接接头的拉应力存在(拘束度大)▲焊缝金属内的高含氢量(扩散氢的影响)
B.焊接缺陷
2.3
低温用钢的焊接工艺前面讲过的很多材料,如D级以上的船板,包括16Mn材料,都具有低温性能,随着行业分工的进一步深入,钢厂同时开发了专用的耐低温材料,如A333,16MnD,09MnNiD,KL33以及一些如2.5%Ni(-70℃)和3.5%Ni(-90℃)钢。对低温用钢的主要要求是应保证在使用温度下具有足够的塑性及抵抗脆性破坏的能力。低温用钢由于含碳量低,淬硬倾向和冷裂倾向小,所以焊接性良好。焊接时,为避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而降低低温韧性,要求采用小的焊接线能量,焊接电流不宜过大,宜用快速多道焊以减轻焊道过热,并通过多层焊的重热作用细化晶粒,多道焊时要控制层间温度不得过高,层间温度不得大于250℃。低温用钢焊后可进行消除应力热处理,以降低焊接结构的脆断倾向。A333及KL33焊接,我公司选用的焊材是TGS-1N和LB-52NS。2.4珠光体耐热钢的焊接工艺高温下具有足够的强度和抗氧化性的钢称为耐热钢,以Cr、Mo为主要合金元素的低合金耐热钢,基体组织是珠光体(或珠光体+铁素体)称为珠光体耐热钢,常用钢号有1.25Cr-0.5Mo,2.25Cr-1Mo等,我公司海工项目高压泥浆管线上使用的AISI4130属于1.25Cr-0.5Mo系。由于珠光体耐热钢中含有一定量的Cr、Mo和其它一些合金元素,所以热影响区会产生硬脆的马氏体组织,低温焊接或焊接刚性较大的结构时,易形成冷裂纹。因此在焊接时应采取以下几项工艺措施:⑴预热预热是焊接珠光体耐热钢的重要工艺措施。为了确保焊接质量,不论在定位焊或正式施焊过程中,焊件都应预热并保持为80~150℃。⑵焊后缓冷焊后应立即用石棉布覆盖焊缝及热影响区,使其缓慢冷却。⑶焊后热处理焊后应立即进行高温回火,防止产生延迟裂纹、消除应力和改善组织。焊后热处理温度应避免在350~500℃温度区间内进行,因珠光体耐热钢在该温度区间内有强烈的回火脆性现象。当耐热钢以调质(Q+T)供货时,焊后热处理的温度必须低于母材调质处理的回火温度。3.不锈钢不锈钢是在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢。不锈钢具有美观的表面和良好的耐腐蚀性能,不必经过镀色等表面处理,就能发挥所固有的表面性能。从金相学角度分析,因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜,这个膜隔离开了介质中的氧化物质而使不锈钢起到耐腐蚀的作用。
为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢必须含有质量分数在12%以上的铬。
不锈钢种类:
不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。
以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成,各元素的加入量变化的不同,而开发各种用途的钢种。
以化学成分分类:
①.Cr系列:铁素体系列、马氏体系列
②.Cr-Ni系列:奥氏体系列,异常系列,析出硬化系列。
以金相组织的分类:
①.奥氏体不锈钢
②.铁素体不锈钢
③.马氏体不锈钢
④.双相不锈钢
⑤.沉淀硬化不锈钢
3.1不锈钢的晶间腐蚀不锈钢在腐蚀介质作用下,在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的不锈钢,当受到拉应力作用时,即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失,这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上,在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时,碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小,约为0.02%~0.03%,而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值,故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散,并和铬化合,在晶间形成碳化铬的化合物,如(CrFe)23C8等。但是由于铬的扩散速度较小,来不及向晶界扩散,所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部,而是来自晶界附近,结果就使晶界附近的含铬量大为减少,当晶界的铬的质量分数低到小于12%时,就形成所谓的“贫铬区”,在腐蚀介质作用下,贫铬区就会失去耐腐蚀能力,而产生晶间腐蚀。3.2不锈钢产生晶间腐蚀的“危险温度区”(敏化温度区)不锈钢产生晶间腐蚀与钢的加热温度和加热时间有关。304(L)不锈钢的晶间腐蚀与加热温度和加热时间的关系,见图3。从图中可看出,当加热温度小于450℃或大于850℃时,不会产生晶间腐蚀。因为温度小于450℃时,由于温度较低,不会形成碳化铬化合物;而当温度超过850℃时,晶粒内的铬扩散能力增强,有足够的铬扩散至晶界和碳结合,不会在晶界形成贫铬区。所以产生晶间腐蚀的加热温度为450~850℃,这个温度区间就称为产生晶间腐蚀的“危险温度区”或称“敏化温度区”,其中尤以650℃为最危险。焊接时,焊缝两侧热影响区中处于危险温度区的地带最易发生晶间腐蚀,即使在焊缝冷却过程中,其温度也要穿过危险温度区,所以也会产生晶间腐蚀。焊接接头在危险温度区停留的时间越短,接头的耐晶间腐蚀能力越强,所以不锈钢焊接时,快速冷却是提高接头耐腐蚀能力的有效措施。由于奥氏体不锈钢冷却过程中没有马氏体的转变过程,所以快速冷却不会使接头淬硬(可以在非焊接侧浇水)。3.3不锈钢焊接时,为什么要控制焊缝中的含碳量?随着不锈钢中含碳量的增加,在晶界生成的碳化铬随之增多,使得在晶界形成贫铬区的机会增多,在腐蚀介质中产生晶间腐蚀的倾向就会增加。因此不锈钢焊接时,为提高接头的耐腐蚀能力,必需控制焊缝中的含碳量,采取的措施是:⑴采用超低碳不锈钢及其焊接材料奥氏体不锈钢根据含碳量的不同,可分成三个等级:即一般含碳量级,碳的质量分数为≤0.14%;低碳级的为≤0.06%;超低碳级的为≤0.03。因为室温时,奥氏体中能溶解的最大碳的质量分数为0.02%~0.03%,所以超低碳奥氏体不锈钢原则上就不会产生晶间腐蚀。属于超低碳的奥氏体不锈钢有304L和316L等。焊接这类钢时,应采用超低碳不锈钢焊材。⑵在母材或焊接材料中添加稳定剂在钢材和焊接材料中加入Ti、Nb等与碳的结合能力比铬更强的元素,能够与碳结合成稳定的碳化物,可以避免在奥氏体晶界形成贫铬区。所以,常用奥氏体不锈钢及焊接材料中都含有Ti或Nb等元素。⑶进行固溶处理焊后将焊接接头加热到1050~1100℃,此时碳又重新溶入奥氏体中,然后急速冷却,便得到了稳定的奥氏体组织,这种工艺处理称为固溶处理。固溶处理的缺点是,如果焊接接头需要在危险温度区工作,则仍不可避免地会形成贫铬区。⑷进行稳定化处理将焊接接头加热至850~900℃,保温2h,使奥氏体晶粒内部的铬有充分时间扩散至晶界,使晶界处铬的质量分数又恢复到大于12%,贫铬区得以消失。3.4为什么奥氏体不锈钢中要求具有一定数量的铁素体组织?18-8型奥氏体不锈钢中,具有一定数量的铁素体组织,可以增加钢材的抗热裂纹及耐晶间腐蚀的能力。⑴铁素体对热裂纹的影响1)铁素体可以细化奥氏体组织,并在一定程度上打乱树枝晶的方向性,见图4。如果焊缝是单相组织,奥氏体柱状晶很粗大,易熔共晶物集中在较少的晶界上,形成较厚的晶间偏析夹层,焊后冷却过程中在拉应力的作用下很容易沿晶界被拉裂,形成热裂纹。若在组织中加入了少量铁素体后,会使柱状晶变细,晶界增多,同样数量的易熔共晶物被分割,将不连续地分散在各个晶界上,从而降低热裂纹倾向。2)铁素体能比奥氏体溶解更多的有害杂质如S、P等。⑵铁素体对晶间腐蚀的影响双相组织对防止晶间腐蚀的有利作用,见图5。单相组织的焊缝由于柱状晶发展较快,晶间夹层厚而连续,析出碳化物后,贫铬区贯穿于晶粒之间,构成侵蚀性介质的腐蚀通道。双相组织的焊缝由于树枝晶被打乱,晶间夹层分散而不连续,并且由于铁素体中的含铬量远高于奥氏体,碳化铬优先在铁素体的边缘以内析出,因而不致在晶界上形成贫铬区,即使形成了贫铬区,也容易从邻近的富铬铁素体中,及时得到铬的补充。3.5如何保证不锈钢焊缝金属能得到双相组织?钢中的合金元素是形成双相组织的主要因素。合金元素对组织的影响可以分为两大类:奥氏体生成剂:Ni、N、Cu、Co、C、Mn。铁素体生成剂:Cr、Nb、Ti、Si、V、Mo。当不锈钢中的含碳量与含镍量之比大于1.8时,就会出现铁素体组织。因此,为了保证焊接不锈钢时焊缝金属能得到双相组织,关键在于选择含铁素体生成剂比较多的焊接材料。如焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢时,常选用A132焊条,因为该焊条中含有一定量的Ti、Nb,焊缝金属为双相组织,具有较高的抗热裂和耐腐蚀能力。实践证明,焊缝组织中铁素体的质量分数为2%~3%时,就能足以防止产生热裂纹,焊接18-8型不锈钢用焊条都能保证堆焊金属中含有质量分数为3%~8%的铁素体,因此这类焊条都有较强的抗热裂能力。当焊接奥氏体不锈钢或多层焊的根部焊道,可采用铁素体含量更高(质量分数5%~10%)的焊条,如Cr、Ni比更高的Cr22Ni9型焊条A122。但是,焊缝金属中出现更多的铁素体含量是不必要的,因为过多的铁素体会引起焊缝金属的脆化,尤其是工作在高温下的焊接结构,通常铁素体的质量分数应控制在5%以内。3.6焊接单相奥氏体不锈钢时如何防止产生热裂纹?单相奥氏体不锈钢如0Cr25Ni20焊接时的热裂倾向比1Cr18Ni9Ti不锈钢要大得多,特别是在根部打底焊道以及弧坑处最易产生热裂纹。但是这类钢不能依靠加入少量铁素体来提高抗裂性。因为要在焊缝中形成铁素体,势必加入大量铁素体形成元素,这就使焊缝的成分和性能与母材相差太大,以致不能满足接头的使用要求。此外,更多的铁素体还会使接头脆化。焊接单相奥氏体钢时防止产生热裂纹的主要措施是:1)适当提高含碳量,使焊缝中形成一定数量的碳化物,与奥氏体组织成双相组织。通常认为,碳是引起热裂纹的主要元素,特别是在18-8型钢焊缝中,当碳的质量分数从0.06%~0.08%增加到0.12%~0.14%时,热裂倾向显著增加;如果继续增高0.18%~0.20%时,热裂倾向就更大。因此对于18-8型不锈钢,总是力求降低焊缝中的含碳量,以保证足够的抗裂性能。但是在单相奥氏体不锈钢中,由于含碳量比较高,已经高到足以引起热裂纹的程度,要限制它的含量已不可能。这时如果再提高碳的含量,使焊缝中保持适量的碳化物共晶,由于这种共晶物的熔点低、流动性好,在熔池结晶过程中呈弥散分布,可以细化奥氏体晶粒,并在熔池金属发生收缩和晶间薄层被拉断的瞬间及时填充到晶间的空隙中去,使裂纹不致产生。2)在焊缝中加入适量的Mn、Mo金属元素,可提高抗热裂性,对于25-20型、15-36型等单相奥氏体不锈钢种,可加入质量分数为6%~7%的Mn或2%~5%的Mo。又例如,0Cr25Ni20Mo2型的焊条A412,就有质量分数为2%~3%Mo。3)严格控制焊缝金属中S、P等有害杂质的含量。例如,焊接25-20型铸钢件时,如果用和母材成分相同的焊条或焊丝,只要焊缝中磷的质量分数不超过0.015%,不再采取其它措施,就能有效地防止裂纹。3.7不锈钢焊接接头的脆化现象不锈钢的焊缝在高温加热一段时间后,出现冲击韧度下降的现象称为脆化。⑴475℃脆性含有较多铁素体相(超过15%~20%)的双相焊缝金属,经过350~500℃加热后,塑性和韧性会显著降低,即性质脆化。由于在475℃时脆化速度最快,故称为“475℃脆性”。铁素体越多,这种脆化越严重。已产生475℃脆化的焊缝,可以900℃淬火消除。⑵σ相脆化不锈钢焊接接头在375~875℃范围内长期使用,会产生一种Fe-Cr金属间化合物,称为“σ相”。σ相硬而脆,硬度大于68HRC时,由于σ相析出的结果,焊缝的冲击韧度急剧下降,这种现象称为“σ相脆化”。通常认为,σ相是由铁素体演变而来,当铁素体的质量分数超过5%时,很快会形成σ相。因此,对于高温下使用的不锈钢材料,为了防止出现σ相,必须控制铁素体的含量。为了消除已经生成的σ相,恢复焊接接头的韧性,可以把焊接接头加热到1000~1050℃,然后快速冷却。σ相在1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊缝中一般不会产生。⑶熔合线脆断不锈钢焊件在高温下长期使用,在沿焊缝熔合线外几个晶粒的地方,会发生脆断现象,此现象称为熔合线脆断。钢中加入Mo元素能提高钢材抗脆断的能力。AWSD1.1/D1.1M:2008
C-3.14PostweldHeatTreatment(continued)
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南通中远船务工程有限公司质量部焊接室安全阀基本知识如果压力容器(设备/管线等)压力超过设计压力…1.尽可能避免超压现象堵塞(BLOCKED)火灾(FIRE)热泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的发生?2.使用安全泄压设施爆破片安全阀如何避免事故的发生?01安全阀的作用就是过压保护!一切有过压可能的设施都需要安全阀的保护!这里的压力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!设定压力(setpressure)安全阀起跳压力背压(backpressure)安全阀出口压力超压(overpressure)表示安全阀开启后至全开期间入口积聚的压力.几个压力概念弹簧式先导式重力板式先导+重力板典型应用电站锅炉典型应用长输管线典型应用罐区安全阀的主要类型02不同类型安全阀的优缺点结构简单,可靠性高适用范围广价格经济对介质不过分挑剔弹簧式安全阀的优点预漏--由于阀座密封力随介质压力的升高而降低,所以会有预漏现象--在未达到安全阀设定点前,就有少量介质泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE弹簧式安全阀的缺点过大的入口压力降会造成阀门的频跳,缩短阀门使用寿命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle弹簧式安全阀的缺点弹簧式安全阀的缺点=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通产品平衡背压能力差.在普通产品基础上加装波纹管,使其平衡背压的能力有所增强.能够使阀芯内件与高温/腐蚀性介质相隔离.平衡波纹管弹簧式安全阀的优点优异的阀座密封性能,阀座密封力随介质操作压力的升高而升高,可使系统在较高运行压力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先导式安全阀的优点平衡背压能力优秀有突开型/调节型两种动作特性可远传取压先导式安全阀的优点对介质比较挑剃,不适用于较脏/较粘稠的介质,此类介质会堵塞引压管及导阀内腔.成本较高.先导式安全阀的缺点重力板式产品的优点目前低压储罐呼吸阀/紧急泄放阀的主力产品.结构简单.价格经济.重力板式产品的缺点不可现场调节设定值.阀座密封性差,并有较严重的预漏.受背压影响大.需要很高的超压以达到全开.不适用于深冷/粘稠工况.几个常用规范ASMEsectionI-动力锅炉(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低压安全阀设计(LowpressurePRV)API520-火灾工况计算与选型(FireSizing)API526-阀门尺寸(ValveDimension)API527-阀座密封(SeatTightness)介质状态(气/液/气液双相).气态介质的分子量&Cp/Cv值.液态介质的比重/黏度.安全阀泄放量要求.设定压力.背压.泄放温度安全阀不以连接尺寸作为选型报价依据!如何提供高质量的询价?弹簧安全阀的结构弹簧安全阀起跳曲线弹簧安全阀结构弹簧安全阀结构导压管活塞密封活塞导向不平衡移动副(活塞)导管导阀弹性阀座P1P1P2先导式安全阀结构先导式安全阀的工作原理频跳安全阀的频跳是一种阀门高频反复开启关闭的现象。安全阀频跳时,一般来说密封面只打开其全启高度的几分只一或十几分之一,然后迅速回座并再次起跳。频跳时,阀瓣和喷嘴的密封面不断高频撞击会造成密封面的严重损伤。如果频跳现象进一步加剧还有可能造成阀体内部其他部分甚至系统的损伤。安全阀工作不正常的因素频跳后果1、导向平面由于反复高频磨擦造成表面划伤或局部材料疲劳实效。2、密封面由于高频碰撞造成损伤。3、由于高频振颤造成弹簧实效。4、由频跳所带来的阀门及管道振颤可能会破坏焊接材料和系统上其他设备。5、由于安全阀在频跳时无法达到需要的排放量,系统压力有可能继续升压并超过最大允许工作压力。安全阀工作不正常的因素A、系统压力在通过阀门与系统之间的连接管时压力下降超过3%。当阀门处于关闭状态时,阀门入口处的压力是相对稳定的。阀门入口压力与系统压力相同。当系统压力达到安全阀的起跳压力时,阀门迅速打开并开始泄压。但是由于阀门与系统之间的连接管设计不当,造成连接管内局部压力下降过快超过3%,是阀门入口处压力迅速下降到回座压力而导致阀门关闭。因此安全阀开启后没有达到完全排放,系统压力仍然很高,所以阀门会再次起跳并重复上述过程,既发生频跳。导致频跳的原因导致接管压降高于3%的原因1、阀门与系统间的连接管内径小于阀门入口管内径。2、存在严重的涡流现象。3、连接管过长而且没有作相应的补偿(使用内径较大的管道)。4、连接管过于复杂(拐弯过多甚至在该管上开口用作它途。在一般情况下安全阀入口处不允许安装其他阀门。)导致频跳的原因B、阀门的调节环位置设置不当。安全阀拥有喷嘴环和导向环。这两个环的位置直接影响安全阀的起跳和回座过程。如果喷嘴环的位置过低或导向环的位置过高,则阀门起跳后介质的作用力无法在阀瓣座和调节环所构成的空间内产生足够的托举力使阀门保持排放状态,从而导致阀门迅速回座。但是系统压力仍然保持较高水平,因此回座后阀门会很快再次起跳。导致频跳的原因C、安全阀的额定排量远远大于所需排量。
由于所选的安全阀的喉径面积远远大于所需,安全阀排放时过大的排量导致压力容器内局部压力下降过快,而系统本身的超压状态没有得到缓解,使安全阀不得不再次起跳频跳的原因阀门拒跳:当系统压力达到安全阀的起跳压力时,阀门不起跳的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门整定压力过高。2、阀门内落入大量杂质从而使阀办座和导套间卡死或摩擦力过大。3、弹簧之间夹入杂物使弹簧无法被正常压缩。4、阀门安装不当,使阀门垂直度超过极限范围(正负两度)从而使阀杆组件在起跳过程中受阻。5、排气管道没有被可靠支撑或由于管道受热膨胀移位从而对阀体产生扭转力,导致阀体内机构发生偏心而卡死。安全阀拒跳的原因阀门不回座或回座比过大:安全阀正常起跳后长时间无法回座,阀门保持排放状态的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门上下调整环的位置设置不当。2、排气管道设计不当造成排气不畅,由于排气管道过小、拐弯过多或被堵塞,使排放的蒸汽无法迅速排出而在排气管和阀体内积累,这时背压会作用在阀门内部机构上并产生抑制阀门关闭的趋势。3、阀门内落入大量杂质从而使阀瓣座和导套之间卡死后摩擦力过大。安全阀不回座或回座比过大的因素:4、弹簧之间夹入杂物从而使弹簧被正常压缩后无法恢复。5、由于对阀门排放时的排放反力计算不足,从而在排放时阀体受力扭曲损坏内部零件导致卡死。6、阀杆螺母(位于阀杆顶端)的定位销脱落。在阀门排放时由于振动使该螺母下滑使阀杆组件回落受阻。安全阀不回座或回座比过大的因素:7、由于弹簧压紧螺栓的锁紧螺母松脱,在阀门排放时由于振动时弹簧压紧螺栓松动上滑导致阀门的设定起跳值不断减小。
8、阀门安装不当,使阀门垂直度超过极限范围(正负两度)从而使阀杆组件在回落过程中受阻。
9、阀门的密封面中有杂质,造成阀门无法正常关闭。
10、锁紧螺母没有锁紧,由于管道震动下环向上运动,上平面高于密封面,阀门回座时无法密封安全阀不回座或回座比过大的因素:谢谢观看癌基因与抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突变概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分类.癌基因产物的作用.癌基因激活的机理主要内容疾病:
——是人体某一层面或各层面形态和功能(包括其物质基础——代谢)的异常,归根结底是某些特定蛋白质结构或功能的变异,而这些蛋白质又是细胞核中相应基因借助细胞受体和细胞中信号转导分子接收信号后作出应答(表达)的产物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法规Whatisgene?基因:
—是遗传信息的载体
—是一段特定的DNA序列(片段)
—是编码RNA或蛋白质的一段DNA片段
—是由编码序列和调控序列组成的一段DNA片段基因主宰生物体的命运:微效基因的变异——生物体对生存环境的敏感度变化关键关键基因的变异——生物体疾病——死亡所以才有:“人类所有疾病均可视为基因病”之说注:如果外伤如烧伤、骨折等也算疾病的话,外伤应该无法归入基因病的行列。Genopathy问:两个不相干的人,如果他们患得同一疾病,致病基因是否相同?再问:同卵双生的孪生兄弟,他们患病的机会是否一样,命运是否相同?┯┯┯┯
ATGC
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┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子(复制)中发生碱基对的______、______
和
,而引起的
的改变。替换增添缺失基因结构基因变异的概念:英语句子中的一个字母的改变,可能导致句子的意思发生怎样的变化?可能导致句子的意思不变、变化不大或完全改变THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理:替换、增添、缺失碱基对,可能会使性状不变、变化不大或完全改变。基因的结构改变,一定会引起性状的改变??原句:1.基因多态性与致病突变基因变异与疾病的关系2.单基因病、多基因病3.疾病易感基因
基因多态性polymorphism是指DNA序列在群体中的变异性(差异性)在人群中的发生概率>1%(SNP&CNP)<1%的变异概率叫做突变基因多态性特定的基因多态性与疾病相关时,可用致病突变加以描述SNP:散在单个碱基的不同,单个碱基的缺失、插入和置换。
CNP:DNA片段拷贝数变异,包括缺失、插入和重复等。同义突变、错义突变、无义突变、移码突变
致病突变生殖细胞基因突变将突变的遗传信息传给下一代(代代相传),即遗传性疾病。体细胞基因突变局部形成突变细胞群(肿瘤)。受精卵分裂基因突变的原因物理因素化学因素生物因素基因突变的原因(诱发因素)紫外线、辐射等碱基类似物5BU/叠氮胸苷等病毒和某些细菌等自发突变DNA复制过程中碱基配对出现误差。UV使相邻的胸腺嘧啶产生胸腺嘧啶二聚体,DNA复制时二聚体对应链空缺,碱基随机添补发生突变。胸腺嘧啶二聚体胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外线诱变物理诱变(physicalinduction)
5溴尿嘧啶(5BU)与T类似,多为酮式构型。间期细胞用酮式5BU处理,5BU能插入DNA取代T与A配对;插入DNA后异构成烯醇式5BU与G配对。两次DNA复制后,使A/T转换成G/C,发生碱基转换,产生基因突变。化学诱变(chemicalinduction)碱基类似物(baseanalogues)诱变AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)
(酮式)GGC1.生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别,以适应不同的外界环境,是生物进化的重要因素之一。2.致病突变是导致人类遗传病的病变基础。基因突变的意义概述:肿瘤细胞恶性增殖特性(一)肿瘤细胞失去了生长调节的反馈抑制正常细胞受损,一旦恢复原状,细胞就会停止增殖,但是肿瘤细胞不受这一反馈机制抑制。(二)肿瘤细胞失去了细胞分裂的接触抑制。正常细胞体外培养,相邻细胞相接触,长在一起,细胞就会停止增殖,而肿瘤细胞生长满培养皿后,细胞可以重叠起生长。(三)肿瘤细胞表现出比正常细胞更低的营养要求。(四)肿瘤细胞生长有一种自分泌作用,自己分泌生长需要的生长因子和调控信号,促进自身的恶性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因组内正常存在的基因,其编码产物通常作为正调控信号,促进细胞的增殖和生长。癌基因的突变或表达异常是细胞恶性转化(癌变)的重要原因。——凡是能编码生长因子、生长因子受体、细胞内信号转导分子以及与生长有关的转录调节因子等的基因。如何发现癌基因的呢?11910年,洛克菲勒研究院一个年轻的研究员Rous发现,鸡肉瘤细胞裂解物在通过除菌滤器以后,注射到正常鸡体内,可以引起肉瘤,首次提出鸡肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔径细菌过不去但病毒可以通过从病毒癌基因到细胞原癌基因的研究历程:Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年,Stewart和Eddy分离出一种病毒,注射到小鼠体内可以引起肝脏、肾脏、乳腺、胸腺、肾上腺等多种组织器官的肿瘤,因而把这种病毒称为多瘤病毒。50年代末、60年代初,癌病毒研究成了一个极具想像力的研究领域,主流科学家开始进入癌病毒研究领域polyomavirus这期间,Temin发现RSV有不同亚型,且引起细胞恶变程度不同,推测RNA病毒将其遗传信息传递给了正常细胞的DNA。这与Crick提出的中心法则是相违背的让事实屈从于理论还是坚持基于实验的结果?VSTemin发现逆转录酶,1975年获诺贝尔奖TeminCrickTemin的实验设计:实验设计简单而巧妙:将合成DNA所需的“原料”,即A、T、C、G四种脱氧核苷酸,与破坏了外壳的RSV一起在体外40℃的条件下温育一段时间结果在试管里获得了一种新合成的大分子,它不能被RNA酶破坏,但却可以被DNA酶所分解,证明这种新合成的大分子是DNA用RNA酶预先破坏RSV的RNA,再重复上述的试验,则不能获得这种大分子,说明这个DNA大分子是以RSV的RNA为模板合成的1969年,一个日本学者里子水谷来到Temin的实验室,这是一个非常擅长实验的年轻科学家。按Temin的设想,他们开始寻找RSV中存在“逆转录酶”的证据DNA
RNA
ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法规据说,1975年Temin因发现逆转录酶而获诺贝尔奖时,Bishop懊恼不已,因为早在1969年他就认为Temin的RNADNA的“前病毒理论”有可能是正确的,并且也进行了一些实验,但不久由于资深同事的规劝而放弃了这方面的努力。但Bishop马上意识到:逆转录酶的发现为逆转录病毒致癌的研究提供了一条新途径。一个RSV,三个诺贝尔奖!!!1989年,UCSF的Bishop和Varmus根据逆转录病毒的复制机制发现了细胞癌基因,并获诺贝尔奖。Cellularoncogene启示:Perutz说:“科学创造如同艺术创造一样,都不可能通过精心组织而产生”Bishop说:“许多人引以为豪的是一天工作16小时,工作安排要以分秒计……可是工作狂是思考的大敌,而思考则是科学发现的关键”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科学的本质和艺术一样,都需要直觉和想像力请给自己一些思考的时间吧!癌基因的分类目前对癌基因尚无统一分类的方法,一般有下面3种分类方法:一、按结构特点分(6)类(一)src癌基因家族(二)ras癌基因家族(三)sis癌基因家族(四)myc癌基因家族(五)myb癌基因家族(六)其它:如fos,erb-A等。三、按细胞增殖调控蛋白特性分成(4)类(一)生长因子(二)受体类(三)细胞内信号转换器(四)细胞核因子二、按产物功能分(8)类(一)生长因子类(二)酪氨酸蛋白激酶(三)膜相关G蛋白(四)受体,无蛋白激酶活性(五)胞质丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶(六)胞质调控因子(七)核反式调控因子(八)其它:db1、bcl-2癌基因产物参与信号转导
胞外信号作用于膜表面受体→胞内信使物质的生成便意味着胞外信号跨膜传递的完成。胞内信使至少有:cAMP(环磷酸腺苷)IP3(三磷酸肌醇)PG(前列腺素)cGMP(环磷酸鸟苷)DG(二酰基甘油)Ca2+(钙离子)CAM(钙调素)主要机制是通过蛋白激酶活化引起底物蛋白一连串磷酸化的生物信号反应过程,跨膜机制涉及到:(一)质膜上cAMP信使系统(二)质膜上肌醇脂质系统这两个系统都是由受体鸟苷酸调节蛋白(GTP-regulatoryprotein,G蛋白)和效应酶(腺苷酸环化酶磷脂酶等)组成,有相似的信号转导过程:即受体活化后引起GTP与不同G蛋白结合活化和抑制效应酶从而影响胞内信使产生而发生不同的调控效应。(三)受体操纵的离子通道系统(四)受体酪氨酸蛋白激酶的转导
(一)获得性基因病
(acquiredgeneticdisease)例如:病毒感染激活原癌基因癌基因活化的机制
(二)染色体易位和重排使无活性的原癌基因转位至强启动子或增强子附近而被活化。与基因脆性位点相关。(三)基因扩增(四)点突变三、癌基因的产物与功能(一)癌基因产物作用的一般特点1.目前发现c-onc均为结构基因.2.癌基因产物可分布在膜质核也可分泌至胞外.(二)癌基因产物分类1.细胞外生长因子:TGF-b2.跨膜生长因子受体:MAPK3.细胞内信号转导分子:Gprotein/Ras4.核内转录因子
(三)癌基因产物的协同作用实验证明,用ras或myc分别转染细胞,可使细胞长期增殖,但不能转化成癌细胞,在裸鼠体内也不能形成肿瘤。但用ras+myc同时转染细胞,则使细胞转化成癌细胞。说明:致癌至少需要2种或以上的onc协同作用,2种onc在2条通路上发挥作用,由于细胞增殖调控是多因子,多阶段影响的结果。而影响增殖分化的onc达几十种之多,所以大多数人认为:癌发生是多阶段多步骤的。Whatistumorsuppressorgene?肿瘤抑制基因(抗癌基因、抑癌基因)——是调节细胞正常生长和增殖的基因。当这些基因不能表达,或其产物失去活性时,细胞就会异常生长和增殖,最终导致细胞癌变。反之,若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。——癌基因与抑癌基因相互制约,维持细胞增殖正负调节信号的相对稳定。影响1岁的儿童“二次打击”学说两个等位基因同时突变视网膜母细胞瘤(Retinoblastoma)RB基因变异(13号染色体)
(1)脱磷酸化Rb蛋白(活性)与转录因子E2F结合,抑制基因的转录活性(2)磷酸化Rb蛋白(失活)与E2F解离,释放E2F(3)E2F启动基因转录(4)细胞进入增生阶段(G1S)因此,Rb蛋白在控制细胞生长方面发挥重要作用一旦Rb基因突变可使细胞进入过度增生状态RB基因的功能等位基因(allele)例如:花颜色基因位于一对同源染色体的同一位置上、控制相对性状的两个的基因叫等位基因(allele)一对相同的等位基因称纯合等位基因
一对不同的等位基因称杂合等位基因
显性基因隐性基因完全显性不完全显性共显性问:女性的两条X染色体基因应如何表达?拓展知识:X染色体基因中,有65%完全处于“休眠”状态,20%仅在部分女性身上“休眠”,15%则完全逃离“休眠”状态一旦其中一条X染色体被损坏,还可以由另一条X染色体来纠正男性却只有一条X染色体,一旦它遭到破坏,男性就会患上血友病、色盲以及肌肉萎缩症等各种遗传病以前人们一直认为,在女性的两条X染色体中,有一条染色体是完全不起作用或是处于“休眠”状态的在Y染色体中,目前仍在“工作”的基因只剩下不到100个X染色体中“工作”的基因>1000个有一个这样的故事:20年前一次意外事故,三个工人遭受钴60(Co60)放射性核素的照射结果:一名工人不久死亡一名工人几年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就诊你知道医生在为病人检查时发现了什么吗?锁骨骨折肋骨串珠样X光片发现广泛性骨质缺损骨髓检查——浆细胞比例为30%左右(正常为0.6-1.3%)(多发性骨髓瘤)因此,多基因病涉及遗传因素和环境因素物理因素化学因素生物因素自发因素2.多基因病(polygenicdisease):性状或疾病的遗传方式取决于两个以上微效基因的累加作用,同时还受环境因素的影响,因此这类性状也称为复杂性状或复杂疾病(complexdisease)也叫:“复杂性状疾病”近视(myopia)高血压(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂症(schizophrenia)哮喘(asthma)肿瘤或癌
(tumororcancer)多基因病的遗传要点数量性状的遗传基础是两对以上基因。这些基因之间没有显,隐性的区别,而是共显性。每个基因对表型的影响很小,称为微效基因。微效基因具有累加效应,即一个基因对表型作用很小,但若干个基因共同作用,可对表型产生明显影响。不仅遗传因素起作用,环境因素具有明显作用。例如:结肠癌(Coloncancer)相关基因:NGX6,SOX7,ITGB1,HSPA9B,MAPK8,PAG,
RANGAP1,SRC和CDC2等。相关信号通路:ras/MEK/ERK,JNK,Rb/E2F,PI3K/AKT及受体相互作用相关通路,免疫反应相关通路以及细胞黏附相关通路等。①早期原发癌生长②肿瘤血管形成③肿瘤细胞脱落并侵入基质④进入脉管系统⑤癌栓形成⑥继发组织器官定位生长⑦转移癌继续扩散例如:糖尿病(diabetes)依赖胰岛素型糖尿病在位于第6号染色体上可能包含至少一个对I型糖尿病敏感的基因在人类基因组中,大约10个位点现在被发现似乎对I型糖尿病敏感其中:1)11号染色体位点IDDM2上的基因
2)葡萄糖激酶基因高血压(hypertension)目前最受关注的是ATP2B1基因编码一种膜蛋白,具有钙泵特性能将高浓度细胞内钙泵出细胞外。精神神经性疾病精神分裂症基因表达改变/诱导增强家族史家暴基因本质:基因组变异惊吓—?—基因突变——精神病多基因病的遗传:易患性(liability)易感性(susceptibility)发病阈值(threshold)易患性(liability)——在多基因病发生中,遗传因素和环境因素共同作用决定一个个体患某种遗传病的可能性。possibility遗传因素(hereditaryfactors)环境因素(environmentalfactor)易感性(susceptibility)——特指由遗传因素决定的患病风险,仅代表个体所含有的遗传因素,易感性完全由基因决定。——在一定的环境条件下,易感性高低可代表易患性高低。riskwithdisease发病阈值(threshold)——当一个个体易患性高到一定限度就可能发病——这种由易患性所导致的多基因病发病最低限度称为发病阈值minimum例如:三核苷酸拷贝数变异CGG(精氨酸)重复:——重复5-54次,正常——重复6-230次,携带者(敏感体质)——重复230-4000次,发病
如:脆性X染色体综合征智力低下患者细胞在缺乏胸腺嘧啶或叶酸的环境中培养时往往出现X-染色体发生断裂男性发病1/1200-2500,女性发病1/1650-5000FragileXsyndrome阈值效应举例:长脸,耳外凸智力低下语言障碍对外界反应迟钝Copynumbervariation问:为什么是三核苷酸重复而不是4、5个?提示:三核苷酸处于阅读框架内,不容易破坏原有基因的开放阅读框架(ORF)4、5个核苷酸不在ORF内,变化容易对原有基因造成很大的影响,一般不容易积累保留癌蛋白抗原癌基因抑癌基因P53蛋白积聚,细胞周期变化P53等位基因丢失、点突变肿瘤形成肿瘤促进因子细胞表型变化相关基因作用P53基因阻滞细胞周期:G1和G2/M期
促进细胞调亡:bax/bcl2
维持基因组稳定:核酸内切酶活性
抑制肿瘤血管生成:Smad4P53基因可否用于治疗癌症?P53基因功能基因治疗:是指以改变人类遗传物质为基础的生物医学治疗。通过将人的正常基因或有治疗作用的DNA导入人体靶细胞,去纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用。抑癌基因P53载体P53基因治疗第三节分析文体特征和表现手法2大考点书法大家启功自传赏析中学生,副教授。博不精,专不透。名虽扬,实不够。高不成,低不就。瘫偏‘左’,派曾‘右’。面微圆,皮欠厚。妻已亡,并无后。丧犹新,病照旧。六十六,非不寿。八宝山,渐相凑。计平生,谥曰陋。身与名,一起臭。【赏析】寓幽默于“三字经”,名利淡薄,人生洒脱,真乃大师心态。1.实用类文本都有其鲜明的文体特征,传记的文体特征体现为作品的真实性和生动性。传记的表现手法主要有以下几个方面:人物表现的手法、结构技巧、语言艺术和修辞手法。2.在
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