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第1章 金属材料基础知识1

1.1 金属材料是晶体材料1

1.1.1　什么是晶体材料1

1.1.2　金属的晶体结构2

1.1.3　合金的晶体结构4

1.1.4　实际金属的晶体结构5

1.2　金属材料的结晶7

1.2.1　纯金属的结晶7

1.2.2　合金的结晶8

1.3　铁碳合金9

1.3.1　铁碳合金的基本相9

1.3.2　铁碳合金相图10

1.3.3　含碳量对铁碳合金组织性能的影响17

1.3.4　铁碳合金相图的应用18

1.4　冷热压力加工对金属材料组织性能的影响19

1.4.1　冷压力加工对金属材料组织性能的影响19

1.4.2　热压力加工对金属材料组织性能的影响21

第2章　热处理基本知识24

2.1　热处理的目的24

2.2　热处理的分类25

2.3　整体热处理与焊接25

2.3.1　退火25

2.3.2　正火27

2.3.3　淬火30

2.3.4　回火33

第3章　焊接热过程36

3.1　焊接热过程的特点36

3.2　焊接热过程对焊接的影响37

3.3　焊接热源38

3.3.1　焊接热源种类38

3.3.2　焊接热效率41

3.3.3　焊件上加热区的热量分布44

3.4　焊接温度场45

3.4.1　焊接温度场的分布特征45

3.4.2　影响焊接温度场的因素50

3.5　焊接热循环54

3.5.1　焊接热循环的主要参数55

3.5.2　多层焊的焊接热循环56

3.5.3　脉冲焊的焊接热循环58

3.5.4　影响焊接热循环的因素61

3.6　金属的加热与熔化62

3.6.1　焊条的加热与熔化62

3.6.2　母材的熔化与熔池68

第4章　焊接化学冶金71

4.1　焊接化学冶金的特点71

4.1.1　焊接时焊缝金属的保护71

4.1.2　焊接时化学冶金反应区及其反应条件73

4.1.3　焊接规范对焊接化学冶金过程的影响77

4.1.4　焊接化学冶金反应的不平衡性78

4.2　焊接区内的气体78

4.2.1　焊接区内气体的来源78

4.2.2　焊接区内气相的成分79

4.2.3　氮（N2）的影响79

4.2.4　氢（H2）的影响81

4.2.5　氧（O2）的影响87

4.3　焊接时的熔渣90

4.3.1　熔渣的作用90

4.3.2　熔渣的成分和类型91

4.3.3　熔渣的性能91

4.3.4　熔渣对焊缝金属的氧化94

4.3.5　焊缝的脱氧95

4.4　焊缝金属的合金化97

4.4.1　焊缝金属合金化的方式97

4.4.2　合金元素的过渡系数及其影响因素98

4.5　焊缝金属的脱硫、脱磷101

4.5.1　脱硫（S）101

4.5.2　脱磷（P）102

第5章　焊接结晶过程105

5.1　熔池结晶的特点105

5.2　熔池金属的结晶过程106

5.2.1　晶核的形成107

5.2.2　晶核的成长107

5.3　焊缝金属的化学不均匀性108

5.3.1　显微偏析108

5.3.2　区域偏析109

5.3.3　层状偏析110

5.4　焊接接头的熔合区111

5.4.1　熔合区的形成111

5.4.2　熔合区的不均匀性112

5.5　焊缝中的夹杂物113

5.5.1　焊缝中夹杂物的种类及其危害性114

5.5.2　防止焊缝中产生夹杂物的措施115

5.6　焊缝中的气孔116

5.6.1　气孔的类型及其分布特征116

5.6.2　形成气孔的气体及其产生气孔的原因117

5.6.3　影响气孔形成的因素及防止措施119

5.7　改善焊缝结晶组织的措施123

5.7.1　改善焊缝一次结晶组织124

5.7.2　改善焊缝二次结晶组织125

第6章　焊接热影响区128

6.1　焊接热影响区的形成与影响因素128

6.2　焊接时加热过程热影响区的组织转变129

6.2.1　焊接加热时热影响区组织转变特点129

6.2.2　焊接加热时热影响区的晶粒长大132

6.3　焊接时冷却过程热影响区的组织转变134

6.3.1　连续冷却组织转变曲线图134

6.3.2　焊接冷却时热影响区组织转变特点137

6.3.3　焊接冷却时热影响区组织转变140

6.4　焊接热影响区的组织和性能142

6.4.1　焊接热影响区的组织142

6.4.2　焊接热影响区的性能149

第7章　焊接接头裂纹154

7.1　焊接热裂纹154

7.1.1　结晶裂纹155

7.1.2　液化裂纹160

7.1.3　高温失塑裂纹162

7.1.4　多边化裂纹162

7.2　焊接冷裂纹163

7.2.1　冷裂纹的特征163

7.2.2　冷裂纹的形成165

7.2.3　影响冷裂纹形成的因素167

7.2.4　防止冷裂纹的措施168

7.3　消除应力裂纹170

7.3.1　裂纹的主要特征170

7.3.2　影响因素及防止措施171

7.4　层状撕裂172

7.4.1　层状撕裂的产生及其特征173

7.4.2　影响层状撕裂的因素173

7.4.3　防止层状撕裂的措施175

7.5　应力腐蚀裂纹176

7.5.1　应力腐蚀裂纹的特征177

7.5.2　应力腐蚀裂纹的形成177

7.5.3　影响应力腐蚀裂纹的因素177

7.5.4　应力腐蚀裂纹的控制178

附录1　有关的物理、化学知识简介181

1.1　有关的物理知识181

1.2　有关的化学知识184

附录2　常用钢材焊接接头显微组织金相照片188

2.1　低碳钢焊条电弧焊188

2.2　T形接头焊条电弧焊192

2.3 普通低碳低合金钢焊条电弧焊195

附录3 金属焊接性及其试验方法简介200

3.1 金属焊接性的定义200

3.2 影响焊接性的因素201

3.3 评定焊接性的准则201

3.4 评定焊接性的方法202

3.5 工艺焊接性试验方法示例203

3.6 使用焊接性试验方法示例212

附录4 国内常用焊接标准目录224

参考文献228