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绪论1

一、金属焊接的本质与熔化焊的分类1

二、学习本课程的目的与意义2

三、学习本课程的目标要求3

四、学习本课程的方法3

第一章　金属学基础4

第一节　金属材料的物理性能4

一、金属材料的物理性能4

二、密度4

三、熔点4

四、热膨胀性4

五、导热性4

六、导电性5

第二节　金属材料的力学性能5

一、强度5

二、塑性7

三、硬度8

四、冲击韧性12

五、疲劳强度14

第三节　金属的晶体结构14

一、金属的晶格与晶胞15

二、常见的晶体结构类型15

三、金属的实际晶体结构与晶体缺陷16

四、金属的同素异构转变18

第四节　金属的结晶过程19

一、金属结晶的概念19

二、金属结晶的过冷现象19

三、金属的结晶过程20

四、晶粒大小对金属力学性能的影响20

五、控制晶粒大小的措施21

第五节　合金的结构与结晶21

一、基本概念21

二、合金的结构特点22

三、合金的结晶特点23

四、二元合金相图及分析23

第六节　铁碳合金相图27

一、概述27

二、铁碳合金的相及组织28

三、铁碳合金相图的分析30

四、典型铁碳合金的结晶过程33

五、Fe-Fe3C相图的应用38

第七节　金属受力时结构和性能的变化41

一、金属的塑性变形42

二、冷塑性变形对金属组织结构和性能的影响43

三、冷塑性变形金属加热时组织结构和性能的变化45

实验一　金相试样制备及显微镜使用46

实验二　铁碳合金组织观察51

思考练习题53

第二章　焊件热处理基础55

第一节　概述55

一、焊件热处理的目的及意义55

二、常用热处理方法56

第二节　钢在加热时的转变56

一、奥氏体的形成过程56

二、影响奥氏体形成的因素57

三、奥氏体的晶粒度57

四、影响奥氏体晶粒长大的因素58

第三节　钢在冷却时的转变59

一、过冷奥氏体的等温转变59

二、过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能60

三、过冷奥氏体的连续冷却转变62

四、过冷奥氏体等温转变曲线的应用64

第四节　常用热处理方法65

一、退火65

二、正火67

三、淬火67

四、回火71

五、表面热处理73

六、热处理新技术简介76

第五节　焊件热处理工艺的选择78

一、热处理的技术条件79

二、焊件热处理工艺的选择80

实验三　钢的热处理操作84

思考练习题85

第三章　常用金属材料86

第一节　碳钢86

一、钢中常存元素及其对钢的性能的影响86

二、碳钢的分类86

三、碳钢的牌号、性能及用途87

第二节　合金钢90

一、合金钢的分类和牌号91

二、合金元素对钢组织和性能的影响91

三、合金结构钢92

四、合金工具钢和高速工具钢97

五、特殊性能钢100

第三节　铸铁102

一、铸铁的分类和石墨化102

二、灰铸铁103

三、可锻铸铁104

四、球墨铸铁105

五、蠕墨铸铁106

第四节　有色金属107

一、铝及铝合金107

二、铜及铜合金110

三、钛及钛合金112

思考练习题114

第四章　焊接材料115

第一节　焊条115

一、焊条的组成及作用115

二、焊条的分类、型号及牌号119

三、焊条的工艺性能125

四、焊条的冶金性能127

五、焊条的选用、使用及制造129

六、焊条的发展现状132

第二节　焊丝134

一、焊丝的分类135

二、焊丝的牌号135

三、实心焊丝136

四、药芯焊丝136

第三节　焊剂138

一、焊剂的分类138

二、焊剂的型号和牌号139

三、焊剂的组成与性能143

四、焊剂的选用144

五、焊剂发展的现状145

第四节　焊接用气体145

一、焊接用气体的物理和化学性质145

二、焊接用气体的类型及用途147

第五节　钎料与钎剂149

一、钎料的分类149

二、钎料的编号149

三、钎焊对钎料的要求150

四、钎剂的种类、型号和牌号151

五、常用钎剂的性能和用途152

第六节　其他焊接材料153

一、钨极的种类与性能153

二、气焊熔剂154

三、其他焊接材料155

思考练习题155

第五章　焊接冶金基础157

第一节　焊接热过程157

一、常用焊接热源及传热基本方式157

二、焊接温度场158

三、焊接热循环161

第二节　焊接冶金的特点164

一、焊接时金属的保护164

二、焊接冶金的特点165

三、焊接冶金各反应区的特点166

第三节　焊缝金属的组成167

一、焊条的熔化及过渡167

二、母材的熔化及熔池169

三、母材金属的稀释170

四、焊接熔渣170

第四节　有害元素对焊缝金属的作用171

一、氢对焊缝金属的作用172

二、氮对焊缝金属的作用174

三、氧对焊缝金属的作用174

四、焊缝中硫、磷的控制178

五、焊缝金属的合金化179

第五节　焊缝金属的组织与性能181

一、焊缝金属的一次结晶181

二、焊缝金属的固态相变182

三、焊缝金属的化学不均匀性182

第六节　焊接热影响区183

一、熔合区的组织与性能183

二、焊接热影响区加热时的组织转变183

三、焊接热影响区冷却过程的组织转变184

四、焊接热影响区的组织与性能185

第七节　焊接接头组织和性能的调整与改善186

一、焊接接头的特点186

二、影响焊接接头组织和性能的因素187

三、焊接接头组织和性能的调整与改善188

实验四　焊条熔化系数、熔敷系数的测定188

实验五　熔敷金属扩散氢测量190

实验六　焊接接头金相组织观察195

思考练习题196

第六章　焊接缺陷的产生及防止198

第一节　焊接缺陷的种类及特征198

一、焊接缺陷的类型198

二、常见焊接缺陷的特征及危害199

第二节　焊缝中的气孔与夹杂物201

一、焊缝中的气孔201

二、焊缝中的夹杂物208

第三节　焊接结晶裂纹209

一、结晶裂纹的特征210

二、结晶裂纹产生的原因210

三、影响结晶裂纹产生的因素210

四、防止结晶裂纹产生的措施214

第四节　焊接冷裂纹216

一、焊接冷裂纹的类型216

二、焊接冷裂纹产生的原因216

三、防止焊接冷裂纹的措施219

第五节　其他焊接缺陷221

一、咬边221

二、焊瘤221

三、凹坑与弧坑221

四、未焊透与未熔合222

五、塌陷与烧穿222

六、夹渣223

七、焊缝尺寸与形状不符合要求224

思考练习题224

参考文献226