新型微合金钢的焊接

序

前言

第1章 钢的焊接性及其发展

第2章 焊接对板材. 型钢和轻型结构钢发展方向的影响

第3章 焊接在新型结构钢开发中的作用

第4章 新型含Ti微合金结构钢的焊接性

第5章 新型含Ti微合金结构钢的焊接性试验与评定

第6章 新型含Ti微合金钢焊接时的沉淀物和其稳定性的特征

第7章 新型高强度结构钢的焊接

第8章 微合金结构钢大热输入焊后的韧性

第9章 石油. 天然气输送管线用钢的焊接材料

第10章 石油. 天然气输送管线用钢的焊接性 评定试验

第11章 新型微合金化铁路重轨钢的焊接性及其评定

第12章 微合金结构钢的焊接性与焊接工艺参数的制定

附录

许祖泽，1937年6月生于江苏省金坛县。1962年起在治金部钢铁研究总院金属焊接研究室工作，其中曾先后在瑞典金属研究所、芬兰奥鲁大学和罗德洛基钢铁公司技术中心工作。先后任工程师，客座工程高级工程师、主任，理事，高访学者，客座教授和研究员。教授级高工、教授、顾问，高级顾问和委员等职。曾获国家发明奖一项；冶金部、石油天然气总公司和上海宝钢科技进步一等奖各一项。北京机械工程学会优秀论文证书一项和国务院政府特殊津贴。出版著、编、译书籍八本，论文几十篇。

40年来主要学术和科研经历为动态热力学模拟技术、60-75%g/m铁路重轨钢的焊接性、石油天然气输送管线钢的焊接性及其埋弧焊丝，最后参加发达国家钢铁冶金企业技术改造经验的宣传和交流工作。终身不忘“自强不息，厚德载物”的校训。

这是一本介绍新型微合金钢及其焊接和实际生产应用相结合的书。内容有：钢的焊接性，焊接对板材、型钢和轻型结构钢的影响，新型含Ti微合金结构钢的焊接性和焊接性试验，大热输入焊后的韧性，新型高强度结构钢（TMCP AcC钢）的焊接，石油天然气输送管线用钢的焊接性及焊接材料，微合金化铁路重轨钢的焊接性及其评定，微合金结构钢的焊接性与焊接工艺参数的制定。

本书可作为开发应用微合金结构钢的研究院所、焊接结构设计部门、生产加工和使用厂家、大中院校材料和焊接专业师生的参考书。此外，还对从事结构钢焊接生产、使用的技术人员具有参考价值。

本书介绍新型微合金钢及其焊接与实际生产应用的结合，主要内容包括： 钢的焊接性及其发展，焊接对板材、型钢和轻型结构钢发展方向的影响，焊接在新型结构钢开发中的作用，新型含Ti微合金结构钢的焊接性和试验与评定，焊接时沉淀物和其稳定性的特征，新型高强度结构钢的焊接，大热输入（线能量）焊后的韧性，石油天然气输送管线用钢的焊接性及其焊接材料，微合金化铁路重轨钢的焊接性，缆式电弧焊丝、新型微合金钢生产与控制轧制和控制冷却工艺，实现现代化的系统装备与效果，焊接与地震、抗灾和减灾，以及新型微合金结构钢焊接指南。

本书可作为开发应用新型微合金结构钢的研究院所，焊接结构设计、生产加工和使用厂家，大中院校材料和焊接专业相关人员的参考书； 对于设计生产应用焊接钢结构的工程师、焊接技师、焊工以及材料销售经理和技术人员等也具有参考价值。

第1章钢的焊接性及其发展

1.1概述

1.2焊接和结构钢及其焊接性的发展

1.3模拟施焊系统

1.3.1模拟施焊系统的构成和功能

1.3.2模拟施焊系统的应用

1.4焊接性评估工艺学的发展

1.5焊接热模拟技术的发展

1.6钢的焊接性与材料的结合性

1.7动态热力学工艺模拟技术的推广应用

本章小结

参考文献

第2章焊接对板材、型钢和轻型结构钢发展方向的影响

2.1概述

2.2焊接对炼钢与轧制发展方向的影响

2.3焊接结构钢的冷裂纹

2.4焊接热影响区韧性

2.4.1影响热影响区（HAZ)韧性的因素

2.4.2对HAZ韧性要求的发展趋势

2.5焊接结构钢的层状撕裂

2.6焊接结构用轧制型钢

2.7压力容器和锅炉用低合金钢厚板对洁净性和均质性的要求

2.8轻型焊接结构钢

本章小结

参考文献

第3章焊接在新型结构钢开发中的作用

3.1新型结构钢产品的开发应用

3.2关于预制品和预处理服务

3.3新型易焊结构钢

3.4热力学工艺轧制的带材和板材

3.5高强度结构钢

3.6高强度和超高强度造船钢

3.7海上采油平台钢

本章小结

参考文献

第4章新型含Ti微合金结构钢的焊接性

4.1概述

4.2影响Ti、Nb和V微合金钢焊接性的主要因素

4.2.1化学成分的影响

4.2.2钢的化学成分与碳当量

4.3焊接条件下的沉淀特征

4.3.1概述

4.3.2焊接期间奥氏体晶粒的长大

4.3.3焊接热循环期间沉淀物的熔解

4.4钢的HAZ显微组织分类

本章小结

参考文献

第5章新型含Ti微合金结构钢的焊接性试验与评定

5.1概述

5.2试验用钢材

5.2.1成分与性能

5.2.2钢板的焊接

5.3奥氏体晶粒粗化特征

5.3.1峰值温度对奥氏体晶粒长大的影响

5.3.2加热速度对奥氏体晶粒尺寸的影响

5.3.3对奥氏体晶粒长大的控制

5.4焊接连续冷却转变图

5.5硬度试验

5.5.1试样的硬度

5.5.2HAZ的显微组织和硬度

5.6韧度试验

5.6.1夏比V形冲击试验

5.6.2HAZ的CTOD韧度

5.7含Ti微合金钢插销试验和冷裂纹敏感性

5.7.1插销试验

5.7.2冷裂纹敏感性与插销试验的关系

本章小结

参考文献

第6章新型含Ti微合金钢焊接时的沉淀物及其稳定性的特征

6.1概述

6.2焊接沉淀特征

6.2.1CMn钢中的沉淀特征

6.2.2含Ti微合金钢中的沉淀特征

6.2.3TiNb微合金钢中的晶粒特征

6.2.4TiV微合金钢的沉淀特征

6.2.5TiNbV微合金钢中的沉淀特征

6.2.6低碳TiNb微合金钢中的沉淀特征

6.3沉淀物稳定性特征

6.3.1含Ti微合金钢中TiN的稳定性

6.3.2TiNb微合金钢中沉淀物的稳定性

6.3.3TiV微合金钢中颗粒的稳定性

6.3.4TiNbV沉淀物的稳定性

本章小结

参考文献

第7章新型高强度结构钢的焊接

7.1概述

7.2冷裂纹的危险性

7.2.1低CE值

7.2.2低硫

7.3HAZ的韧性

7.3.1粗晶粒热影响区（CGHAZ）

7.3.2临界温度间热影响区（ICHAZ）

7.3.3临界温度间粗晶粒热影响区（ICCGHAZ）

7.3.4亚临界温度粗晶粒热影响区（SCCGHAZ)

7.3.5微合金化

7.3.6局部脆化区（LBZ)的防止

7.3.7设计

7.4软化

7.5焊缝金属的韧性

本章小结

参考文献

第8章微合金结构钢大热输入（线能量）焊后的韧性

8.1概述

8.2普通热轧钢和热力学工艺钢的成分、厚度、力学性能和焊接性

8.3大热输入焊接条件下CGHAZ的冲击吸收功

8.4大热输入（线能量）焊接条件下CGHAZ的显微组织

8.5碳当量对大热输入焊接（单道焊和多道焊）时CGHAZ韧性的影响

8.6Ti和N含量与CGHAZ韧性的关系

8.7Nb含量在CGHAZ韧性中的作用

本章小结

参考文献

第9章石油、天然气输送管线用钢的焊接材料

9.1概述

9.2石油、天然气输送管线用焊条

9.2.1石油、天然气输送管线现场施工焊接

9.2.2焊缝的评定

9.3石油、天然气输送管线用埋弧焊丝

9.3.1油、气输送管用高韧性埋弧焊丝的成分设计

9.3.2对于管线用埋弧焊丝配用的焊剂的要求

9.3.3微合金化埋弧焊丝的研制开发和应用

本章小结

参考文献

第10章石油、天然气输送管线用钢的焊接性评定试验

10.1概述

10.1.1对材料化学成分的要求

10.1.2碳当量

10.1.3与焊接性有关的力学性能

10.1.4断裂韧度

10.1.5夏比冲击韧度

10.1.6维氏硬度

10.2石油、天然气输送焊管的母材和焊接接头

10.3国产油气输送管线用钢的焊接性评定

10.3.1焊管钢连续冷却转变图

10.3.2焊管钢CGHAZ的硬度（HV10)

10.3.3焊管钢的CGHAZ的组织

10.3.4两种X52焊管钢母材和CGHAZ的夏比冲击韧度比较

10.3.5焊管钢模拟CGHAZ的低温冲击（CVN)韧度

10.3.6焊管钢的焊接冷裂纹敏感性试验

10.3.7焊管钢的焊接热裂纹敏感性试验

10.3.8焊管钢的落锤撕裂试验

10.3.9焊管钢焊接接头的裂纹尖端张开位移（CTOD）试验

10.3.10焊管钢焊接接头的疲劳裂纹扩展速率试验

10.3.11焊管钢焊接接头应力腐蚀（SCC）试验

10.3.12焊管钢成形性（包辛格效应）试验

10.4焊管钢埋弧焊接接头焊缝成分、硬度分布及金相组织评定

本章小结

参考文献

第11章新型微合金化铁路重轨钢的焊接性及其评定

11.1概述

11.2国外铁路重轨钢的化学成分和力学性能

11.3新型重轨钢焊接工艺特点

11.4高强高速耐磨重轨钢的焊接性

11.5重轨钢焊接热循环的特征及其对材质的影响

11.6重轨钢的焊接性

11.6.1母材成分、合金元素和冶金因素等对焊接性的影响

11.6.2重轨钢金相组织和焊接性

11.6.3HAZ硬度分布和焊接性

11.6.4重轨钢的奥氏体转变行为和焊接性

11.6.5HAZ的力学性能和焊接性

11.7微合金元素V对重轨钢焊接性的影响

11.8国产微合金化重轨钢P74的焊接性

11.8.1热模拟技术在重轨钢焊接性研究中的应用

11.8.2连续冷却转变图

11.8.3硬度试验

11.8.4HAZ的韧性

11.8.5疲劳强度试验

11.8.6热塑性试验

11.9我国生产的重轨钢主要焊接性能和国外的比较

11.9.1焊接连续冷却转变图

11.9.2重轨钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ）的金相组织

比较

11.9.3重轨钢焊接模拟热影响区的硬度分布

本章小结

参考文献

第12章缆式电弧焊丝

12.1概述

12.2缆式电弧焊丝制造工艺起源于电缆制造工艺

12.3缆式电弧焊丝的焊接工艺

12.4存在稳定的潜弧现象

12.5涡流型流体流动模式

12.6优良的物理性能

12.7高效节能效果

12.8应用及发展前景

本章小结

参考文献

第13章新型微合金钢生产与控制轧制和控制冷却工艺

13.1概述

13.2控制轧制工艺

13.3控制冷却工艺

13.4管线钢的包申格效应

13.5微合金化元素在控制轧制和控制冷却工艺中的作用

13.6碳、硫、磷及杂质元素的作用

13.7控制轧制工艺的理论基础

本章小结

参考文献

第14章实现现代化的系统装备与效果

14.1概述

14.2高炉“专家系统”

14.3炼焦过程管理系统

14.4炼钢厂的烧结装备和烧结矿质量

14.5辊缝测量装备

14.6连铸机钢水位置的自动控制系统和二次冷却曲线

14.7辊缝测量装备

14.8炉处理技术

14.9炉尘过滤技术

14.10实现现代化后的效果

本章小结

参考文献

第15章焊接与地震和抗灾、减灾的关系

15.1概述

15.2结构抗(地)震性能的特点

15.3碳素钢、低碳钢和钢筋钢

15.4焊接性与钢筋混凝土结构钢材质量

15.5碳素钢的脆性

15.5.1分类

15.5.2碳素钢脆性特点

15.5.3影响碳素钢脆性的因素

15.6碳素钢的缺陷

15.6.1结疤

15.6.2裂纹

15.6.3缩孔残余

15.6.4分层

15.6.5白点

15.6.6偏析

15.6.7非金属夹杂

15.6.8疏松

15.6.9带状组织

15.7焊接热的作用与接头的局限性

15.8钢筋的选材

15.9混凝土材料的选材

本章小结

参考文献

第16章新型微合金结构钢的焊接指南

16.1概述

16.2国外低合金钢、新型微合金钢制造规程和技术条件

16.3国外各种微合金结构钢

16.3.1通用结构钢

16.3.2EX正火细晶粒钢

16.3.3可成形EX HR/HS/HSF钢

16.3.4耐候钢

16.3.5可淬火EX B含硼钢

16.3.6热力学形变工艺的EX（细晶粒）M钢

16.3.7压力容器用钢

16.3.8造船用钢

16.4焊接性

16.5焊接接头组织和性能

16.6电弧焊热输入和冷却时间t8/5

16.7焊接工艺的选择

16.8焊接材料的选择和使用

16.9焊接热输入的限制

16.10预热和层间温度

16.11层状撕裂

16.12结晶裂纹

16.13焊前准备

16.13.1热切割

16.13.2预制板

16.14焊后热处理

16.15变形的控制

16.15.1变形类型

16.15.2火焰矫正

16.16焊接结构的疲劳强度

16.17冷成形

16.18修复焊

参考文献

附录

附录A新型微合金钢产品分类

附录B对最常见的欧盟钢种推荐的填充材料

附录C新型微合金钢的碳当量