金屬材料焊接工藝 第3版 教案 20 馬氏體不銹鋼的焊接

授課教案首頁學年第學期機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師授課形式理論教學√課內(nèi)實踐□理實一體□習題復習□考核評價□其他活動□課時安排2課時序號20授課日期月日月日月日月日授課班級教學內(nèi)容：4、馬氏體不銹鋼的焊接教學目標：知識目標：了解馬氏體不銹鋼的焊接性能力目標：熟悉馬氏體不銹鋼的焊接工藝特點素質(zhì)目標：1、培養(yǎng)學生良好的操作習慣2、具有與人溝通、與人合作的社會交往能力重點難點及解決方法：舉例說明馬氏體不銹鋼的焊接工藝。授課地點：教室教學媒體：投影儀設備及材料：其它資源：學習效果評價方式：課堂提問及作業(yè)作業(yè)和思考題：馬氏體不銹鋼的焊接性有何特點？課后小結(jié)：填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致；2.授課形式在相應的選項打“√”。授課教案教學內(nèi)容及過程時間分配方法及手段一、教學組織1．復習引入10分鐘2．講解125分鐘3．提問20分鐘4.小結(jié)25分鐘二、教學內(nèi)容能力知識點1馬氏體不銹鋼的焊接性1．馬氏體不銹鋼的類型和特性室溫下具有馬氏體組織的鋼，即馬氏體不銹鋼。它是可熱處理強化的高鉻鋼。具有較高的強度、高硬度、高耐磨性、耐疲勞特性、耐熱性并具有一定的耐蝕能力。主要用來制造各種工具和機器零件，如熱機葉片等，而很少用于管道、容器等需要焊接的構件。馬氏體不銹鋼既可作為不銹鋼，又可作為熱強鋼。馬氏體不銹鋼可分為以下兩類：（1）普通Cr13型馬氏體不銹鋼主要有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等。這類鋼高溫下組織穩(wěn)定性差，但含鉻量較高，具有一定耐均勻腐蝕的能力，一般用作不銹鋼。（2）熱強馬氏體不銹鋼以馬氏體為基體的耐熱鋼，目前應用最多的是Cr9和Cr12系列馬氏體熱強鋼，如12Cr-1MoWV、9Cr-1MoVNbN等。馬氏體不銹鋼最大特點是高溫加熱后空冷就有很大的淬硬傾向，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，能充分發(fā)揮這類鋼的性能特點。2．馬氏體不銹鋼的焊接性產(chǎn)生冷裂紋；焊接接頭的脆化；接頭HAZ也存在明顯的軟化問題。填表說明：1.本頁可續(xù)頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導等；3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡課程等。授課教案教學內(nèi)容及過程時間分配方法及手段為了避免冷裂紋及改善焊接接頭的力學性能，應采取以下措施：1）焊前預熱在使用與母材同成分的焊接材料時，焊前需預熱。預熱溫度一般在200～260℃。2）焊后開始回火的溫度對于剛度較小的結(jié)構，可以冷卻至室溫后再回火。對于剛度較大的結(jié)構，特別是含碳量較高時，需焊后冷至100～150℃，保溫0.5～1h，然后加熱至回火溫度。3）焊后熱處理焊后熱處理包括回火和完全退火。能力知識點2馬氏體不銹鋼的焊接工藝要點1．控制焊縫金屬的化學成分焊縫金屬的化學成分主要取決于焊接材料。焊接材料選擇有兩類方案：一類是采用與母材化學成分基本相同的焊接材料；另一類是采用奧氏體焊接材料。（當焊接結(jié)構不能進行預熱或不便于進行熱處理時采用）2．焊前預熱和焊后熱處理對于同質(zhì)焊縫，預熱是防止冷裂紋的重要措施。鋼的淬硬性越大，焊接接頭的拘束度越大，則預熱溫度就選擇高一些，一般為150~400℃。多層焊時仍要保持道間溫度不低于預熱溫度，焊后還要進行熱處理。表4-11為馬氏體不銹鋼焊前預熱溫度、母材中碳的質(zhì)量分數(shù)、熱輸入及焊后熱處理的相互關系。3．焊接方法馬氏體不銹鋼與低合金結(jié)構鋼相比，具有更高的淬硬傾向，對焊接冷裂紋更為敏感。必須嚴格保證低氫、甚至超低氫的焊接條件：采用焊條電弧焊時，要使用低氫堿性藥皮的焊條；對于拘束度大的接頭，最好采用氬弧焊。填表說