《材料成形基本原理（第3版）》 习题及答案 第十二章 复习题

第十二章焊接热影响区的组织与性能单元复习题第一节焊接热循环一、填空熔焊时在高温热源的作用下，靠近两侧的一定范围内发生和变化的区域称为焊接热影响区。在焊接热源的作用下，焊件上的温度随的变化过程称为焊接热循环。离焊缝越近的点其加热速度，加热的峰值温度，冷却速度，且加热速度冷却速度。在相同的焊接工艺参数作用下，厚板的焊接热循环参数与薄板。焊件上离开热源轴心距离相同的点，其加热的峰值温度，相变温度以上停留时间，冷却速度。二、多项选择1.影响热影响区晶粒大小的焊接热循环参数为：加热速度；b)冷却速度；c)最高加热温度；d)相变温度以上的停留时间。四个焊接热循环参数中对热影响区的相变组织影响比较大的是：加热速度；b)冷却速度；c)最高加热温度；d)相变温度以上的停留时间。提高预热温度将会使得焊接热影响区的：最高加热温度提高；b)相变温度以上的停留时间延长；c)冷却速度加快；d)宽度增加。提高焊接线能量将会使得焊接热影响区内某固定点的：最高加热温度提高；b)相变温度以上的停留时间延长；c)冷却速度加快；d)冷却速度降低。第二节焊接热循环条件下的金属组织转变特点一、填空1.2.二、判断题1.Fe—C合金焊接冷却过程中的组织转变与与等温转变不同，相当于将平衡相图向下平移。2.当母材中的碳化物形成元素较多时，接头冷却过程中焊接热影响区的3.成分范围0.4％～0.7％C的亚共析钢，在快速冷却条件下，其焊接热影响区全部为珠光体组织(伪共析)。三、简答在相同条件下焊接45钢和40Cr钢，哪一种钢的近缝区淬硬倾向大？为什么？第三节焊接热影响区的组织与性能一、填空按照热影响区中不同部位在焊接热循环过程中加热的及变化特征，把焊接用钢分为钢和钢两类。2.易淬火钢热影响区包含区和区，对于焊前是调质状态的易淬火钢，其热影响区还存在一个区，该区域的最高加热温度高于母材的温度。3.碳当量反映了钢中对硬化程度的影响，它把钢中合金元素按其对材料倾向的影响程度折合成的相当含量。计算碳当量的Pcm公式主要适用于碳含量在的钢。4.粗晶脆化发生在焊接热影响区的附近和区，当钢中含有较多的形成元素时，可以防止晶粒粗化。析出脆化是指焊接热影响区的组织，在焊后的或过程中，从固溶体中析出碳化物、氮化物等。当这些析出物以或沿晶界以状分布时会使接头脆化。M-A组元是与的混合物，可以在高强钢的和中出现。其内M-A组元以粗大的为基底，称为贝氏体。热应变时效脆化容易发生的部位是焊接热影响区中的和以下的区域，对应的母材大多在焊前经历过一定程度的。二、对于20钢焊接接头，完成下表中各项内容的填写：三、多项选择低碳钢；低合金钢粗晶脆化；；；板条状马氏体马氏体焊接热影响区软化的母材包括：退火状态的高强钢；经过调质处理的高强钢具有沉淀强化的铝合金冷作强化的金属四、综合题1.某厂生产的大型压力容器用钢材为36mm厚的14MnMoVN钢，若成分为wC=0.15%,wMn=1.4%,wMo=0.53%,wV=0.10%，焊接冷却速度t8/5=4s，1)计算碳当量及HAZ最大硬度Hmax；2)根据Hmax来判断是否应当预热；3)如何把Hmax降至350HV以下？30CrMnSiA是一种常见的中碳调质钢，当在调质状态下进行焊接时，其热影响区会出现哪些组织与性能的变化，提出相应的工艺改进措施。第十二章焊接热影响区的组织与性能单元复习题参考答案第一节焊接热循环一、填空熔焊时在高温热源的作用下，靠近焊缝两侧的一定范围内发生组织和性能变化的区域称为焊接热影响区。在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程称为焊接热循环。离焊缝越近的点其加热速度越大，加热的峰值温度越高，冷却速度越大，且加热速度高于冷却速度。在相同的焊接工艺参数作用下，厚板的焊接热循环参数与薄板不同。焊件上离开热源轴心距离相同的点，其加热的峰值温度较低，相变温度以上停留时间较短，冷却速度较快。二、多项选择1.影响热影响区晶粒大小的焊接热循环参数为：（a、b、c、d）加热速度；b)冷却速度；c)最高加热温度；d)相变温度以上的停留时间。四个焊接热循环参数中对热影响区的相变组织影响比较大的是：（b、c）加热速度；b)冷却速度；c)最高加热温度；d)相变温度以上的停留时间。提高预热温度将会使得焊接热影响区的：（a、b、d）最高加热温度提高；b)相变温度以上的停留时间延长；c)冷却速度加快；d)宽度增加。提高焊接线能量将会使得焊接热影响区内某固定点的：（a、b、d）最高加热温度提高；b)相变温度以上的停留时间延长；c)冷却速度加快；d)冷却速度降低。第二节焊接热循环条件下的金属组织转变特点一、填空1.2.二、判断题1.Fe—C合金焊接冷却过程中的组织转变与与等温转变不同，相当于将平衡相图向下平移。错误：不仅要下移，还会发生相变组织的变化（或相图中区域形状的变化）。2.当母材中的碳化物形成元素较多时，接头冷却过程中焊接热影响区的正确。3.成分范围0.4％～0.7％C的亚共析钢，在快速冷却条件下，其焊接热影响区全部为珠光体组织(伪共析)。错误：在接头加热过程中全部发生了奥氏体转变的区域在一定冷却条件下可以获得100%珠光体组织，如果冷却速度过快，还会发生贝氏体或马氏体相变。三、简答在相同条件下焊接45钢和40Cr钢，哪一种钢的近缝区淬硬倾向大？为什么？淬硬倾向较大。另外，第三节焊接热影响区的组织与性能一、填空按照热影响区中不同部位在焊接热循环过程中加热的最高温度及组织变化特征，把焊接用钢分为不易淬火钢和易淬火钢两类。2.易淬火钢热影响区包含完全淬火区和不完全淬火区，对于焊前是调质状态的易淬火钢，其热影响区还存在一个回火软化区，该区域的最高加热温度高于母材的回火温度。3.碳当量反映了钢中化学成分对硬化程度的影响，它把钢中合金元素按其对材料淬硬倾向的影响程度折合成碳的相当含量。计算碳当量的Pcm公式主要适用于碳含量在0.17％以下的低合金高强钢。4.粗晶脆化发生在焊接热影响区的熔合线附近和过热区，当钢中含有较多的碳、氮化物形成元素，可以防止晶粒粗化。析出脆化是指焊接热影响区的非平衡态组织，在焊后的时效或回火过程中，从过饱和固溶体中析出碳化物、氮化物等。当这些析出物以块状或沿晶界以薄膜状分布时会使接头脆化。M-A组元是高碳马氏体与残余奥氏体的混合物，可以在高强钢的焊缝和焊接热影响区中出现。其内M-A组元以粗大的铁素体为基底，称为粒状贝氏体。热应变时效脆化容易发生的部位是焊接热影响区中的熔合区和Ar1以下的区域，对应的母材大多在焊前经历过一定程度的塑性变形（或预应变）。二、对于20钢焊接接头，完成下表中各项内容的填写：三、多项选择低碳钢；低合金钢粗晶脆化；；；板条状马氏体马氏体焊接热影响区软化的母材包括：退火状态的高强钢；经过调质处理的高强钢经过沉淀强化的铝合金冷作强化的金属四、综合题1.某厂生产的大型压力容器用钢材为36mm厚的14MnMoVN钢，若成分为wC=0.15%,wMn=1.4%,wMo=0.53%,wV=0.10%，焊接冷却速度t8/5=4s，1)计算碳当量及HAZ的最高硬度Hmax；2)如果产品设计要求Hm