武汉理工大学08级 材料焊接性 复习资料整理
武汉理工材料科学基础复习大纲
材料科学基础复习大纲第二章晶体结构2.1 结晶学基础1、概念：晶体晶胞晶胞参数七大晶系晶面指数晶面族晶向指数晶向族2、晶面指数和晶向指数的计算2.2 结合力与结合能按照结合力性质不同分为物理键和化学键化学键包括离子键共价键金属键物理键包括范德华键氢键晶体中离子键共价键比例估算（公式2.16）离子晶体晶格能2.3 堆积（记忆常识）1、最紧密堆积原理及其使用范围：原理略适用范围：典型的离子晶体和金属晶体原因：该原理是建立在质点在电子云分布呈球形对称以及无方向性的基础上的2、两种最紧密堆积方式：面心立方最紧密堆积ABCABC 密排六方最紧密堆积ABABAB系统中：每个球周围有6个八面体空隙 8个四面体空隙N个等径球体做最紧密堆积时系统有2N个四面体空隙N个八面体空隙八面体空隙体积大于四面体空隙3、空间利用率：晶胞中原子体积与晶胞体积的比值（要学会计算）两种最紧密堆积方式的空间利用率为74.05﹪（等径球堆积时）4、影响晶体结构的因素内因：质点相对大小（决定性因素）配位数（概念及计算）极化（概念，极化对晶体结构产生的影响）外因（了解）：同质多晶类质多晶同质多晶转变2.4 单质晶体结构（了解）2.5 无机化合物结构（重点每年必考）分析结构从以下几个方面入手：晶胞分子数，何种离子做何种堆积，何种离子添隙，添隙百分比，正负离子配位数，正负离子电价是否饱和，配位多面体，添隙半径的计算（刚好相切时），隙结构与性质的关系。
1、NaCl型：4个NaCl分子 Cl离子做面心立方密堆积，Na离子填充八面体空隙，填充率100﹪，正负离子配位数均为6，电价饱和。
【NaCl6】或【ClNa6】八面体结构与性能：此结构在三维方向上键力均匀，因此无明显解理，破碎后呈颗粒状，粒为多面体形状。
离子键结合，因此有较高的熔点和硬度2、立方ZnS结构：4个ZnS分子S离子做面心立方密堆积，Zn离子填充四面体空隙填充率50﹪，离子配位数均为4，电价饱和，【ZnS4】四面体会画投影图（图2.26）注意：一定要画虚线，一定要标高，一定要有图例（白球黑球代表什么离子）3、萤石（CaF2）结构：（唯一正离子做堆积的结构）4个CaF2分子 Ca离子做面心立方密堆积，F离子填充四面体空隙，填充率100﹪。
武理工材料成型原理基础知识点总结
偏析主要是由于合金在凝固过程中溶质再分配和扩散不充分引起的。
焊缝中的偏析主要有： 显微偏析（micro segregation) 区域偏析（zone segregation ） 层状偏析 (banding) 偏析会影响焊缝的性能。
2-5-2 区域偏析 焊缝结晶时，随着柱状晶前沿的推进长大，从而把低熔点杂质推向熔池中心，造成焊缝中心富集溶质，使焊缝结晶后在整个橫截面上的成分分布明显不均匀的现象。
加强熔池金属的混合可改善区域偏析。
电磁搅拌GTAW 焊时，采用直流正极性焊接，熔深较大，混合较好。
2-5-3 层状偏析结晶过程周期性变化而使得化学成分不均匀分布的现象。
产生原因：凝固时结晶潜热及熔滴过渡带来的附加热脉冲作用等，使热输入波动。
结晶前沿温度变化→结晶速度R 波动→层状偏析危害：层状偏析不仅造成焊缝力学性能不均匀性，还可沿层状线形成裂纹或气孔。
2-5-4 熔合区的化学不均匀性元素在固液界面浓度分布与该元素在固、液相中的扩散系数和分配系数有关。
不均匀性程度与母材和填充金属成分及其差异大小有关。
异种钢焊接时尤为突出。
2-6-2 影响焊缝组织的因素1）冷却时间的影响 中等冷速下可形成AF2）合金元素的影响 使CCT 图右移3）晶粒尺寸的影响 尺寸越大，铁素体形核的晶粒边界越少，CCT 图向右移。
4）焊缝氧含量的影响 [O]增加，夹杂物数目增多，小的第二相质点钉扎晶粒边界，阻碍晶粒生长； 细小的氧化物夹杂可促使形成AF 。
焊接工艺条件对化学冶金反应的影响★熔合比(dilution) 的影响焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比。
Ab-熔化母材的面积 Ad-熔敷金属的面积 焊接工艺条件对化学冶金反应的影响假设焊接时合金元素没有任何损失，则焊缝中某合金元素的浓度C0与熔合比的关系为：C0＝ θCb+(1- θ)Ce --(1)若考虑焊条中的合金元素有损失，而母材中的合金元素无损失，则焊缝金属中合金元素的实际浓度Cw 为： Cw= θCb+(1- θ)Cd --(2)如果已知Cd, Cb, 就可以求出焊缝的化学成分。
2008年武汉理工大学833材料科学基础考研真题(含参考答案)(圣才出品)
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2008 年武汉理工大学 833 材料科学基础考研真题（含参考答案）
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武汉理工大学08级 材料焊接性 复习资料整理
1、焊接性是指材料能否适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性包括：工艺焊接性和使用焊接性。
影响因素材料因素、设计因素、工艺因素、服役环境2、碳当量可以间接地评估钢材冷裂纹的第三性。
但碳当量只考虑了化学成分对冷裂纹的影响,而没有考虑板厚和焊接条件的影响。
当采用IIW的碳当量公式时,对于板厚不大的钢材,碳当量小于0.40%时,焊接性良好,可不进行预热。
斜Y坡口试验又称“小铁研”抗裂性试验3、热轧钢的过热区脆化的原因是粗晶脆化出现魏氏体组织或马氏体比例增大降低韧性。
正火钢过热区脆化的原因是粗大晶粒及上贝氏体M-A组元导致韧性降低。
它们线能量选择的原则不同是因为合金化方式不同。
4、低碳调质钢焊接接着冷却速度的选择要兼顾冷裂纹和过热区的脆化。
5、调质钢焊接时,HAZ峰值温度介于母材回火温度和AC1之间的区域会产生HAZ软化。
6、产生晶间腐蚀的主要原因是晶界"贫铬理论"。
焊接热影响区可能产生晶间腐蚀有敏化腐蚀和刀口腐蚀两种,它们分别位于HAZ的敏化加热区间和熔合区。
7、为提高奥氏体不锈钢的抗裂纹和抗晶间腐蚀能力,焊缝组织最好是γ+δ双相组织。
8、18—8Ti的HAZ发生的晶间腐蚀是刀口腐蚀,18—8钢的HAZ发生的晶间腐蚀是敏化腐蚀。
9、焊后消除敏化的热处理的工艺是工件加热到1000～1100℃,使焊接时生成的铬的碳化物溶解,然后淬火,避免碳化物再次析出。
四种凝固模式是A, F, FA, AF, 其中以FA模式最好10、铬当量是指把每一铁素体化元素,按其铁素化的强烈程度折合成相当若干铬元素后的总和。
镍当量是指把每一奥氏体化的元素按其奥氏体化的强烈程度折合成相当若干镍元素后的总和。
为保证双相钢焊缝的相比例与母材匹配,双相钢焊接应采用超合金化焊材。
11、奥氏体钢的敏化温度范围是600~850℃,铁素体钢的敏化温度范围是900℃以上；12、铁素体不锈钢焊接接头脆化的类型有高温脆化、σ相脆化、475℃脆化。
最新武汉理工大学级《材料焊接性》复习资料
1什么叫焊接性？其影响因素有哪些？答：焊接性是指同质或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力影响因素：影响焊接性的四大因素是材料，设计，工艺及服役环境。
2焊接性直接试验方法有哪些？间接试验方法有哪些？答：直接实验方法：焊接冷裂纹实验方法，焊接热裂纹实验方法，焊接消除应力裂纹实验方法，层状撕裂实验方法。
间接实验方法：碳当量法，焊接冷裂纹敏感指数法，热裂纹敏感性指数法，消除应力裂纹敏感性指数法，层状撕裂敏感性指数法，焊接热影响区最高硬度法。
3如何利用插销试验来确定某种低合金高强钢所需要的预热温度？答：按插销试验方法的要求制备若干试样，设置一系列温度梯度的预热温度，按选定的焊接方法和严格控制的工艺参数，在底板上熔敷一层堆焊道，焊道中心线通过试棒的中心，其熔深应使缺口尖端位于热影响区的粗晶区，焊道长度约为100~150mm，焊前预热时，应在高于预热温度50~70度时加载，载荷保持至少24h才可卸载，用金相或氧化等方法检测缺口根部是否存在断裂，经多次改变载荷，可求出在试验条件下不出现断裂的临界应力σcr,满足σcr>σs条件所对应的最低温度及即为所需预热温度Q345（16Mn）与Q390（15MnTi）的强化机制有何不同？二者过热区的脆化机制有何不同？焊接线能量的影响有何不同？答：1 Q345（16Mn）属于热轧钢，是在Wc<0.2%的基础上通过Mn.Si等合金元素的固溶强化作用来保证钢的强度，Q390（15MnTi）属于正火钢，是在Q345基础上加入一些沉淀强化的合金元素如V.Ti等强碳化物，氮化物形成元素以达到沉淀强化和细化晶粒的作用来达到良好的综合性能2 Q345过热区的脆化主要是由于晶粒长大，出现魏氏组织而降低韧性，或粗晶区中马氏体组织所占的比例增大而降低韧性，Q390是由于出现粗大晶粒及上贝氏体，M-A组元等，导致粗晶区韧性降低3对于Q345，线能量太大出现粗晶脆化，太小出现组织脆化，焊接线能量要适中，因Q345含碳量很小，故焊接线能量的选择可适当放宽，可用较小的线能量，对于Q390，为了避免焊接中由于沉淀析出相的溶入以及晶粒过热引起的热影响区脆化，焊接线能量应偏小一些3中碳调质钢在调质态焊接与在退火态焊接的工艺方案有哪些差别？答：1退火态焊接的主要问题是裂纹问题，调质态为防止焊接裂纹和避免热影响软化及HAZ 的脆化，硬化2退火态焊接HAZ和焊缝区的性能通过焊后的调质处理来保证，调质态后不调质处理，HAZ和焊缝区的性能通过焊接工艺及焊材保证3退火态焊接时，焊接方法的选择几乎没有限制，常用焊接方法都能采用，调质态焊接时为减少HAZ的软化，应采用热量集中，能量密度高的方法，焊接热输入越小越好4选择焊接材料时，退火除要求保证不产生冷裂纹外，还要求焊缝金属的调质处理规范应与母材一致，主要合金组成应当与母材相似，对引起焊缝热裂纹倾向和促使金属脆化的元素应加以严格控制，而调质态焊缝金属可与母材有区别，可采用塑韧性较好的奥氏体铬钢焊条或镍或镍基焊条5退火态可采用较高的预热温度和层间温度，焊后及时进行中间热处理，调质态为消除热影响区的淬硬组织和防止延迟裂纹的产生，必须适当采用预热。
武汉理工大学2011级《焊接结构复习》
焊接结构课复习题（）第一章序论1.什么是焊接结构?它有何优缺点?答：全焊结构，铆焊接构，栓焊结构3种结构的总称就叫焊接结构。
焊接结构的优点：1、连接效率高2、水密性和气密性好3、重量轻4、成本低、制造周期短5、厚度不受限制缺点：1.应力集中变化范围大2.有较大的应力和变形3.有较大的性能不均匀性，且对材料敏感4.焊接接头的整体性导致止裂困难5.焊接接头缺陷难以避免,具有隐蔽性。
第二章焊接应力与变形1.何谓内应力？内应力有何性质及推论？答：在没有外载荷作用时，平衡于物体内部的应力叫内应力。
性质：自身平衡，不稳定性推论：内应力的波形图至少应该是三波形的，因为单波形，两波形都不能满足合力为零，合力矩为零。
2.内应力的分类？热应力和组织应力概念。
答：按内应力产生的原因来分：有热应力和组织应力。
焊接应力的平衡范围较大，属于宏观内应力。
热应力：也叫温度应力，是由于构件受热不均匀而引起的应力。
组织应力：金属冷却时，在刚性恢复温度之下产生相变导致体积变化而引起的应力叫组织应力。
（对于低碳钢，刚性恢复温度是600度，而它的奥氏体转变温度是600~700度之间，600度以下没有相变发生，所以低碳钢不存在组织应力）按内应力平衡的范围分第一，二，三类内应力。
按内应力产生的时间来分：有瞬时应力和残余应力3.何谓自由变形、外观变形、内部变形？搞懂他们的相互关系。
利用三等份板条中间板均匀加热的模型理解焊接应力与变形产生的原因？答：1.自由应变εT：当某一金属物体的温度有了改变，或发生了相变，它的尺寸和形状就要发生变化，如果这种变化没有受到外界的任何阻碍而自由地进行，这种变形称之为自由变形。
如果增加一个一个约束条件，自由应变εT就不能完全表现出来，表现出来的部分为外观应变εe，而未表现出来的部分就叫内部应变ε。
（弹性内部应变ζS和塑性内部应变εp）在温度恢复到T0之后，塑性内部应变将保留下来，这样原杆件将缩短εp 。
三等分板条的力学模型:如果中间部分的温度上升小，出现的不可见变形处于弹性范围内，当温度恢复到原始状态，则刚才出现的应力和变形都会消失,不会有残余应力和变形出现. 如果中间部分的温度上升大，温度恢复后，中间部分受拉应力而两侧部分则受压应力。
武汉理工CAD CAM复习资料(焊接方向)
材料成型CAD/CAE/CAM基础复习资料1.CAD系统的功能：造型功能，优化功能，综合评价功能，信息交换功能。
2.CAE系统的功能：建模，工程分析（有限元分析，机构分析，公差分析），模拟仿真。
3.技术发展方向：标准化，网络化，开放化，集成化，可视化，绿色化。
4.硬件组成：计算机主机，输入设备，输出设备，存储器，生产设备，计算机网络。
5.软件组成：系统软件（操作系统，编译系统），支撑软件（图形软件，集合建模软件，工程分析和计算软件，数据库管理软件，网络工程软件，NC编程软件），应用软件。
6.按硬件分类：主机系统，小型机系统，工作站系统，微机系统，基于网络的微机—工作站系统。
7.按工作方式分类：检索型，自动型，交互型，智能型。
1)检索型：预先将已定型的产品资料(图样、技术文件等)存入计算机，并设计检索程序。
系统根据用户输入的设计参数，选择标准产品图样及有关数据，并调用系统中的标准程序库及图形库，计算相应的参数及绘制图形。
适用于产品定型之后标准化、系列化的设计。
不适于新产品的开发设计。
2)自动型：自动型系统是设计者预先将待解决的问题建立数学模型，找到目标函数，将其求解过程编制成程序形成的系统。
系统运行时，根据输入的参数自动进行数学模型求解，不需人工介入。
适用于事先能够用数学模型描述的一类设计问题。
3)交互型：交互型系统是利用输入、输出设备，通过人机对话的方式工作的。
它是将人的创造性与计算机特性充分结合的系统，是现代CAD应用系统的主要类型，适合于新产品的设计、开发工作。
4)智能型：将人工智能技术应用于CAD系统，就可以形成智能型CAD系统，用计算机来实现问题的求解。
人工智能就是让计算机拥有人类的智能，在遇到问题时能像人类一样进行思考和解决问题。
就某一领域来讲，实现人工智能目的主要是要让计算机通过利用计算机中存储的该领域知识，按照一定的方式进行推理，这一类系统我们称之为专家系统。
8.工程数据的计算机处理方法：程序化处理，文件化处理，解析化处理（插值和拟合），数据库管理。
武汉理工大学,工程材料总复习[1]
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可切 焊削 性加
工 性
Tuesday, 26 November 2019
School of Materials Science and Engineering
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工程材料
WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Tuesday, 26 November 2019
School of Materials Science and Engineering
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工程材料
WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
（14）掌握表面淬火和渗碳的基本原理工艺、目的应 用、表面和心部的组织和性能；
(15) 了解合金元素在钢中的主要作用； （16）掌握碳钢的牌号，知道它们的用途； （17）熟悉合金钢的编号原则和方法，会从钢号判断 出它的种类、大致化学成分、主要用途性能特点、及 应该进行的热处理； （18）懂得石墨形态对铸铁性能的影响，常用铸铁的 分类、牌号，主要用途。
塑性变形(单晶体、多晶体)
热处理(普通热处理四把火、表面 热处理)
加工工艺
化学成分 组织结构 性能
应用
非合金钢、合 金钢
含石墨铸铁
纯金属 合金
使用性能 工艺性能
有色金属及 其合金
Tuesday, 26 November 2019
School of Materials Science and Engineering
四、学习（复习）要点 重点章节： 第2.1 ～2.2章为第2.2章铁碳合金相图奠定基础，(第2.2 章为前两章节的应用和拓展——重点内容）、第2.4章( 钢的热处理，其中四把火及应用——重点内容）、第3 章[其中各种材料(包括碳钢、合金钢、铸铁和有色金属) 的编号原则，常用材料的热处理特点，使用状态的组织 及应用——重点内容]、第8～10章（工程材料的合理选 用和典型零件的加工工艺路线尤其是热处理工艺在整个 加工路线中位置的设计——重点内容） 其中第3章和第8～10章可以看作是第2.2章和第2.4章知 识的综合应用，因此第2.2章和第2.4章的知识对整个课 程的学习和把握尤为重要。
武汉理工大学焊接冶金学复习要点
直至金属凝固，形成焊缝金属。特点：熔池阶段的反应速度比熔滴阶段慢，并且在整个反应 过程中贡献较小。但某些情况下，如加大厚度药皮，熔池反应也有相当大的贡献。 10、分析铁锈对碱性或酸性焊条的影响：酸性焊条对铁锈、油污等灵敏性小，且不易发生 气孔。而碱性焊条对铁锈、油污的灵敏度较大，会产生很多气体。 11、分析酸碱性焊条冶金性能和工艺性能有什么区别：（1）酸性焊条：焊接工艺性能好， 焊缝金属塑性韧性差，主要用于焊接低碳钢和强度级别低的低合金钢； （2）碱性焊条：焊 接工艺性能差，焊缝金属塑性韧性高，焊缝金属含氢量极低，适合焊接重要的焊接结构和大 多数低合金钢。 12、分析焊接过程中气体的来源、产生的机理、形状特征和对焊缝质量的影响以及防治措 施： （1）气体的来源：主要来源于焊接材料，热源周围的空气也是一种难以避免的来源，还有 焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等。 （2）气孔产生的机理：产生气孔的过程是由三个相互联系而又彼此不同的阶段所组成： 1)气泡的生核，应具备两个条件：1 液态金属中有过饱和的气体；2 生核要有能消耗。 2) 气泡长大，气泡核形成以后就要继续长大。 3) 气泡上浮，气泡核形成之后，在熔池金属经过一个短暂的长大过程，便从液态金属 中向外逸出。 （3）气孔的特征：有环形、椭圆形、旋涡状和毛虫状。 （4）焊缝质量的影响：气孔的存在首先影响焊缝的致密性（气密性和水密性），其次将减 小焊缝的有效面积。此外，气孔还将造成应力集中，显著降低焊缝的强度和韧性，对结 构的动载强度有显著的影响。 （5） 防治措施：选用合理规范，以利于熔渣的浮出；多层焊时，注意清渣；焊条摆动，以 利出渣；保护熔池，防治空气侵入。 13、结晶裂纹的特征和形成机理影响因素和防治措施：（1）特征：产生在焊缝柱状晶的交 界处及焊缝中心；多呈纵向分布在焊缝中心；表面无金属光泽，常有氧化颜色；通常在含硫 磷及其他杂质较高的碳钢、低合金钢和单向奥氏体钢中形成。 （2）形成机理：焊缝金属凝 固结晶的后期，低熔点共晶形成液态薄膜，同时由于收缩而受到了拉伸应力，液态薄膜就成 了薄弱地带，在拉伸应力作用下开裂而形成结晶裂纹。（3）影响因素：冶金因素对产生结 晶裂纹的影响，合金状态图的类型和结晶温度区间，合金元素对产生结晶裂纹的影响，凝固 结晶组织形态对结晶裂纹的影响；力学因素对产生结晶裂纹的影响。（4）防治措施：冶金
材料焊接性复习资料整理
焊接性复习整理第二章焊接性及其试验评定焊接性概念：金属是否能适应焊接加工而形成完整的，具有一定使用性能的焊接接头的特性。
其有两个方面：（1）经受焊接加工后对缺陷的敏感性。
（2）焊后接头可靠运行的能力。
焊接性的评定及试验方法（1）直接法：焊接冷裂纹试验方法①斜Y坡口对接裂纹敏感性试验（小铁研）：用于评定低合金结构钢焊缝及热影响区德冷裂纹敏感性。
注意点：1、焊缝不得与拘束焊缝相逢2、焊完后至少放置24小时②TRC试验和RRC试验：可以定量的分析低合金钢产生冷裂纹的各种因素，适用于大型试板定量评定冷裂纹的敏感性，结果常与插销试验一样。
③刚性固定对接裂纹试验：用于测定焊缝的冷裂纹和热裂纹倾向，也可以用于测定热影响区的冷裂纹倾向，适用于低合金钢焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。
④窗行拘束裂纹试验：用于测定低合金钢多层焊时焊缝横向冷裂纹及热裂纹的敏感性。
⑤插销试验方法：（作业题）测定低合金钢焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。
怎么确定预热温度：插销试验试样分别在不预热，预热100,150,200,250等条件下进行，根据临界开裂应力δcr 与预热温度的关系曲线，即可确定预热温度。
焊接热裂纹试验方法①压板对接（FISCO）焊接裂纹试验：主要用于评定低合金钢焊缝金属的热裂纹敏感性，也可以做钢材与焊条匹配的性能试验。
②可调拘束裂纹试验：主要用于评定低合金钢各种热裂纹（结晶、液化裂纹等）敏感性。
焊接消除应力裂纹试验方法①插销式消除应力裂纹试验法②H形拘束试验层状撕裂裂纹试验方法①Z向拉伸试验②Z向窗口试验应力腐蚀裂纹试验方法①U形弯曲试验②缺口试验（2）间接法①碳当量法：国际焊接学会（IIW ）推荐的碳当量公式，对于板厚δ<20mm 的钢材，当CE<0.4%时，淬硬倾向不大，焊接性良好，焊前不需要预热；CE=0.4%-0.6%时，尤其CE>0.5%时，钢材易淬硬，表明焊接性变差，焊接时需预热才能防止裂纹，随板厚增大预热温度要相应提高。
武汉理工大学材料研究与测试方法复习资料
第一章X射线一、X射线的产生？热阴极上的灯丝被通电加热至高温时，产生大量的热电子，这些电子在阴阳极间的高压作用下被加速，以极快速度撞向阳极，由于电子的运动突然受阻，其动能部分转变为辐射能，以X射线的形式放出，产生X射线。
二、 X射线谱的种类？各自的特征？答：两种类型：连续X射线谱和特征X射线谱连续X射线谱：具有从某一个最短波长（短波极限）开始的连续的各种波长的X射线。
它的强度随管电压V、管电流i和阳极材料原子序数Z的变化而变化。
指X射线管中发出的一部分包含各种波长的光的光谱。
从管中释放的电子与阳极碰撞的时间和条件各不相同，绝大多数电子要经历多次碰撞，产生能量各不相同的辐射，因此出现连续X射线谱特征X射线谱：也称标识X射线谱，它是由若干特定波长而强度很大的谱线构成的，这种谱线只有当管电压超过一定数值Vk(激发电压)时才能产生，而这种谱线的波长与X射线管的管电压、管电流等工作条件无关，只取决于阳极材料，不同元属制成的阳极将发出不同波长的谱线，并称为特征X射线谱三、什么叫K系和L系辐射？当k层电子被激发，L、M、N。
壳层中的电子跳入k层空位时发出X射线的过程叫K系辐射，发出的X射线谱线分别称之为Kα、Kβ、Kγ…谱线，它们共同构成了k系标识X射线。
当L层电子被激发， M、N。
壳层中的电子跳入L层空位时发出X射线的过程叫L系辐射，发出的X 射线谱线分别称之为Lα、Lβ…谱线，它们共同构成了L系标识X射线。
四、何谓Kα射线？何谓Kβ射线？这两种射线中哪种射线强度大？通常X射线衍射用的是哪种射线？Kα是L壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线，Kβ射线是M壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线，Kα比Kβ强度大，因为L层电子跳入K层空位的几率比M层电子跳入K层空位的几率大。
Kβ波长短，X射线衍射用的是Kα射线，另加：Kα射线是由Kα1和Kα2组成，它们分别是电子从L3和L2子能级跳入K层空位时产生的。
且K α1和Kα2的强度比是2：1。
武汉理工大学焊接冶金学知识要点
武汉理工大学焊接冶金学知识要点焊接冶金学知识要点一、名词解释1.焊接：通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接(Welding)。
（P1）2.焊接线能量：热源功率q与焊接速度v之比（P9）3.焊接平均熔化系数：单位时间内通过单位电流时所熔化焊条（丝）金属的重量。
(电弧焊P43)4.药皮重量系数：单位长度上药皮和焊芯的质量比。
5.熔合比：在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比(P27)6.合金过渡：把所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属（或堆焊金属）中去的过程。
（P68）7.偏析：在熔池进行结晶的过程中，由于冷却速度很快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，合金元素的分布是不均匀的，出现所谓偏析现象（P127）8.过冷度：熔融金属平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值/液态金属温度与金属熔点之差。
（百度/金属学P44）9.扩散氢：与焊缝金属形成间隙固溶体，这一部分氢可以在焊缝金属的晶格中自由扩散。
（P40）10.拘束度：单位长度焊缝，在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需要的力。
（P249）二、问答题1.焊接热循环特点：P175答：1）加热的温度高2）加热的速度快3）高温停留时间短4）自然条件下连续冷却5）局部加热2.药芯焊丝的特点：P114答：1）焊接飞溅小由于药芯焊丝中加入了稳弧剂而使电弧稳定燃烧。
熔滴为均匀地喷射状过渡。
所以焊接飞剑很少，并且飞溅颗粒也小。
减少了清理焊缝的工时2）焊缝成形美观药芯焊丝熔化时所产生的熔渣对于焊缝成形起着良好的作用3）熔敷速度高于实心焊丝由于药芯焊丝的电流密度高，所以焊丝熔化速度快4）可进行全位置焊接，并可以采用较大的焊接电流3.焊条设计原则：P94答：在技术上必须满足设计任务的要求，达到各项技术指标的规定，在制造工艺上必须切实可行，同时还要考虑到经济效益要好，焊条的卫生指标要先进，确保焊工的身体健康。
压力焊期末复习---武汉理工大学 材料成型
绪论压力焊：焊接过程中，必须对焊件施加压力，加热或不加热，以完成焊接的方法。
焊接过程的本质：就是通过适当的物理化学过程，使两个分离表面的金属原子接近到晶格距离，形成金属键，从而使两金属连为一体，达到焊接的目的。
与材料的种类，所处温度，焊接环境和介质有关。
在少数压力焊过程中，焊接区金属熔化并同时被施加压力：加热——熔化——冶金反应——凝固——固态相变——形成接头。
多数压力焊过程中，焊接区金属仍处于固相状态，依赖于在压力作用下产生的塑性变形，再结晶和扩散等作用形成接头。
压力焊的分类电阻焊(点焊，缝焊，对焊，对接缝焊)，摩擦焊，旋弧焊，扩散焊（在焊接过程中母材一般不发生熔化和宏观塑性变形），超声波焊（仅用于薄件），爆炸焊，磁力脉冲焊，冷压焊，气压焊，冰压焊。
第一篇电阻焊电阻焊：焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。
电阻焊过程的物理本质：利用焊接区金属本身的电阻热和大量塑性变形能量，使两个分离表面的金属原子之间接近到晶格距离，形成金属键，在结合面上产生足够量的共同晶粒而得到焊点，焊缝或对接接头。
因此，适当的热—机械作用是获得电阻焊优质接头的基本条件。
分类：低频焊（3~10Hz）,工频焊（50Hz或60Hz），高频焊（2.5~450kHz）；点焊，缝焊，对焊，对接缝焊。
优点:具有接头质量高，辅助工序少，无须填加焊接材料及文明生产等优点，尤其易于机械化，自动化生产的高效率，经济效益显著。
缺点：电阻焊接头质量的无损检验较为困难，电阻焊设备复杂，维修困难和一次性投资较高。
发展方向：1向节能方向发展2采用计算机技术控制电阻焊过程3机械手在电阻焊方面的应用4.采用联合工艺。
第一章电阻焊的加热电阻热的热源是电阻热。
电流通过导体，导体析热，温度升高，电能转换成热能，称为电流热效应。
电阻焊时，当焊接电流通过两电极间的金属区域——焊接区时，由于焊接区具有电阻，会析热，并在焊件内部形成热源——内部热源。
武汉理工工程材料8第二章2.4.3-2.4.5
亚温淬火的组织为 F+M，由于自由F 的存在，钢的强度、 硬度降低，但塑性、 韧性较好。
共析钢 淬火温度为Ac1+30-50℃；淬火组织为M+A’。
过共析钢
淬火温度为: Ac1+30-50℃。 淬火组织为:
M+Fe3C颗粒+A’。 （过共析钢淬火前一般要
先进行预备热处理——
球化退火，组织为P球）
1、经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度。 2、ZG35的铸造齿轮。 3、锻造过热的60钢锻坯。 3、改善T12钢的切削加工性能。
2. 正火 Normalizing
正火是将亚共析钢加热到 Ac3+30～50℃，共析钢加 热到Ac1+30～50℃，过共 析钢加热到Accm+30～ 50℃，保温适当的时间后 空冷（在自由流动的空气 中均匀冷却）的热处理工艺。 正火比退火冷却速度大。 目的是使钢的组织正常化， 又称为常化处理。
57
表：退火和正火的热处理工艺
名称
热处理工艺
组织
应用场合
目
的
扩散（均 匀化）退
火
加热到1100℃左右，保温 10～15h，随炉缓冷到350℃， 再出炉空冷。工件经扩散退火 晶粒粗大 后，奥氏体晶粒十分粗大，需 要进行完全退火或正火来细化 晶粒，消除过热缺陷。
用于高质量要求的优 质高合金钢的铸锭和 成分偏析严重的合金 钢铸件
将过共析碳钢加热到Ac1以上 20～30℃，保温2～4h，使 片状渗碳体发生不完全溶解断 铁素体基 开成细小的链状或点状，弥散 体上均匀 分布在奥氏体基体上，在随后 分布的粒 的缓冷过程中，或以原有的细 状渗碳体 小的渗碳体质点为核心，或在 组织---球 奥氏体中富碳区产生新的核心， 状珠光体 形成均匀的颗粒状渗碳体。
2008~2016年武汉理工大学833材料科学基础考研真题(含部分答案)【圣才出品】
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2012 年武汉理工大学 833 材料科学基础考研真题（回忆版）
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一、图是 Na2O 的理想晶胞结构示意图，试回答： 1．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少？ 2．结构中各离子的配位数为多少？写出其配位多面体；
3．结构中 O2- 电价是否饱和，为什么？
4．画出 Na2O 晶胞在（110）面上的投影图； 5．解离性如何
二、1．在一个晶胞中画出（112）面与【112 】的向量；
3． TiO2 的氧空位与氧氛围浓度的关系（考的是成负六分之一的关系，导电性）
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四、微晶表面分类有哪些？密度随着结晶度变化的变化。 MgCO3 是哪类表面？ 五、书 P175 图 4.10，请问 R2O（一价碱金属）如图，你得出什么样的结论，为什么？
焊接复习资料（含答案）
B.钎焊 C.电阻对焊 D.埋弧焊 24.钎焊时，焊件与钎料（ C ）。 A.同时熔化 B.都不熔化 C.焊件不熔化，钎料熔化 D.焊件熔化，钎料不熔化 25.硬质合金刀片与45钢刀杆的焊接常采用（ C ） A.焊条电弧焊 B.CO2气体保护焊 C.硬钎焊 D.软钎焊 26.铸铁件修补时常采用的焊接方法是（ A ） A.手弧焊 B.氩弧焊 C.电渣焊 D.埋弧焊 27.常温下工作的电子产品、仪表，常采用的焊接方法是（ D ） A.焊条电弧焊 B.CO2气体保护焊 C.硬钎焊 D.软钎焊 28.塔式起重机的结构件，多采用（ C ） A.钎焊 B.埋弧自动焊 C.手弧焊 D.电渣焊 29.用电弧焊焊接较厚的工件时都需开坡口，其目的是（ A ） A.保证根部焊透 B.减少焊接应力 C.减少焊接变形 D.提高焊缝强度 30.合金钢的可焊性可依据( C )大小来估计。 A.钢含碳量
B.结构钢焊条 C.碱性焊条 D.不锈钢焊条 10.手弧焊时，操作最方便，焊缝质量最易保证，生产率又高的焊缝空间位置是( B ) A.立焊 B.平焊 C.仰焊 D.横焊 11.焊接性能最差的材料是（ D ） A.20 B.45 C.16Mn D.T12 12.下列材料中，焊接性最差的是( D ) A.低碳钢 B.中碳钢 C.不锈钢 D.铸铁 13.下列材料中焊接性能最差的是（ D ）。 A.16Mn B.Q235 C.35 D.T8 14.下列材料中，焊接性能最差的是（ D ）。 A.16Mn B.25 C.Q235 D.HT250 15.用厚度2mm的铝板大批量焊接重要结构件，最合适的焊接方法是（ B ） A.钎焊 B.氩弧焊 C.气焊 D.手弧焊 16.非熔化极氩弧焊所用的电极是( C ) A.电焊条
(2)焊后热处理（去应力退火） (3)机械拉伸法 8.给下列材料或结构的焊件选择一合理的焊接方法。 备选焊接方法为：氩弧焊、电渣焊、埋弧焊、焊条（手工）电弧焊、点焊、钎焊 焊件焊接方法 1）Q235钢支架（手工）电弧焊 2）硬质合金刀头与45钢刀杆钎焊 3）厚度为3mm的薄板冲压件点焊 4）锅炉筒身环缝埋弧焊 5）壁厚60mm的大型构件电渣焊 6）精密仪表钎焊 7）家用石油液化气罐主环缝埋弧自动焊 8）Q235薄板冲压件点焊 9）钢轨接长（对接）闪光对焊 10）机床床身（低碳钢，单件生产）焊条（手工）电弧焊 11）壁厚10mm，材料为1Cr18Ni9Ti的管道熔化极氩弧焊 12）壁厚2mm，材料为20钢的低压容器CO2 13）16Mn自行车车架连接硬钎焊 14）16Mn自行车钢圈对接闪光对焊 15）汽车驾驶室点焊 16）重型机床的机座（厚100mm）电渣焊 17）壁厚1mm，材料为20钢的容器CO2气体保护焊 18）电子线路板软钎焊 19）厚4mm的铝合金板件氩弧焊 20）φ30mm的45钢轴对接电阻对焊 21）采用低碳钢的厂房屋架焊条（手工）电弧焊 9.下图所示两种焊接结构，哪一个合理？为什么？
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1、焊接性是指材料能否适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性包括：工艺焊接性和使用焊接性。
影响因素材料因素、设计因素、工艺因素、服役环境2、碳当量可以间接地评估钢材冷裂纹的第三性。
但碳当量只考虑了化学成分对冷裂纹的影响,而没有考虑板厚和焊接条件的影响。
当采用IIW的碳当量公式时,对于板厚不大的钢材,碳当量小于0.40%时,焊接性良好,可不进行预热。
斜Y坡口试验又称“小铁研”抗裂性试验3、热轧钢的过热区脆化的原因是粗晶脆化出现魏氏体组织或马氏体比例增大降低韧性。
正火钢过热区脆化的原因是粗大晶粒及上贝氏体M-A组元导致韧性降低。
它们线能量选择的原则不同是因为合金化方式不同。
4、低碳调质钢焊接接着冷却速度的选择要兼顾冷裂纹和过热区的脆化。
5、调质钢焊接时,HAZ峰值温度介于母材回火温度和AC1之间的区域会产生HAZ软化。
6、产生晶间腐蚀的主要原因是晶界"贫铬理论"。
焊接热影响区可能产生晶间腐蚀有敏化腐蚀和刀口腐蚀两种,它们分别位于HAZ的敏化加热区间和熔合区。
7、为提高奥氏体不锈钢的抗裂纹和抗晶间腐蚀能力,焊缝组织最好是γ+δ双相组织。
8、18—8Ti的HAZ发生的晶间腐蚀是刀口腐蚀,18—8钢的HAZ发生的晶间腐蚀是敏化腐蚀。
9、焊后消除敏化的热处理的工艺是工件加热到1000～1100℃,使焊接时生成的铬的碳化物溶解,然后淬火,避免碳化物再次析出。
四种凝固模式是A, F, FA, AF, 其中以FA模式最好10、铬当量是指把每一铁素体化元素,按其铁素化的强烈程度折合成相当若干铬元素后的总和。
镍当量是指把每一奥氏体化的元素按其奥氏体化的强烈程度折合成相当若干镍元素后的总和。
为保证双相钢焊缝的相比例与母材匹配,双相钢焊接应采用超合金化焊材。
11、奥氏体钢的敏化温度范围是600~850℃,铁素体钢的敏化温度范围是900℃以上；12、铁素体不锈钢焊接接头脆化的类型有高温脆化、σ相脆化、475℃脆化。
13、马氏体不锈钢焊后正确的热处理工艺是：焊后冷却到Mf以下,然后回火14、珠光体钢和奥氏体钢焊接时,存在的主要问题有1、焊缝成分的稀释2、凝固过渡层的形成3、碳迁移过渡层的形成4、残余应力的形成。
由于碳的迁移,在靠近熔合区的珠光体一侧会出现脱碳层,而在靠近熔合区的奥氏体一侧会出现增碳层。
15、应力腐蚀是在拉应力和腐蚀介质的共同作用下发生的破坏现象。
为了消除焊接残余应力,可以在焊后进行去应力退火热处理。
16、铝合金焊接气孔倾向较大的原因是液固相变化时氢的溶解度变化大、铝及铝合金比重小、导热性强,致使溶解于熔池中的大量氢在焊缝金属冷凝时来不及析出形成气孔、焊材及母材表面氧化膜吸水。
热处理强化铝合金的的三个阶段分别是固溶处理淬火时效17、采用Al5%Si的焊丝焊接铝合金,抗裂纹性较好是由于该焊丝具有愈合裂纹的作用。
18、冷作硬化铝合金HAZ软化的原因是HAZ峰值温度超过再结晶温度,时效强化铝合金HAZ软化的原因是θ′和θ析出、粗化。
对于热处理强化铝合金,为了减小软化程度,焊接热输入应减小,焊后进行固溶+淬火+人工时效可以恢复整体强度19、铝合金TIG焊宜采用交流弧焊电源,MIG焊宜采用直流反极性电源。
20、钛合金的活性大,焊接过程中,焊缝及温度超过400℃的热影响区都要进行保护。
21、下列材料中有冷裂纹倾向的材料有(A低碳调质钢C马氏体不锈钢E钛合金)22、钛合金在焊接时生成的气孔主要是氢气孔,其气孔常在熔合线附近形成23、钛合金焊接时,焊缝和热影响区的表面色泽是保护郊果的标志,一般要求表面最好为银白色,其次为金黄色。
26灰铸铁异质焊材电弧冷焊时,焊缝易出现结晶裂纹的原因是易形成低熔共晶27灰铸铁中碳的存在形式是石墨,白口铸铁中碳的存在形式是渗碳体24、铸铁的成分特点是含碳量大于2.11%,同时含有一定量的硅、锰及杂质元素的硫磷。
25、灰铁铁焊缝冷裂纹一般在500℃产生。
防止冷裂纹方法是降低减小热应力,如采用电弧热和相变应力松驰效应。
(准备工作好,焊接电流适当小,短段继续分散焊,焊后立即小锤敲)1、常用的直接性试验方法。
(1)焊接冷裂纹试验插销试验、斜Y坡口对接裂纹试验、刚性拘束裂纹试验、拉伸拘束裂纹试验(2)焊接热裂纹试验可调拘束裂纹试验、FISCO焊接裂纹试验、窗形拘束对接裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验(3)再热裂纹试验H型拘束试验、斜Y形坡口再热裂纹试验、插销式再热裂纹试验(4)层状撕裂试验Z向拉伸试验、Z向窗口试验、Cranfield试验(5)应力腐蚀裂纹试验U型弯曲试验、缺口试验(6)脆性断裂试验低温冲击试验、落锤试验、裂纹张口位移试验。
常用的间接性试验方法：1、碳当量法2、焊接冷裂纹指数法3、热裂纹敏感性指数法4消除热裂纹敏感指数法5层状撕裂敏感性指数法6焊接热影响区最高硬度法1热轧、正火钢的HAZ的脆化(过热区脆化的原因,与线能量的关系)热轧钢：过热区脆化的原因是采用较大线能量,粗晶区的将因晶粒长大或出现魏氏体组织而降低韧性,焊接热输入小,粗晶区的马氏体组织所占有的比例增大而降低韧性。
正火钢：采用大的热输入时,粗晶区的V(C、N)析出相基本固溶,这时V(C、N)化合物抑制奥氏体晶粒长大及组织细化作用被削弱,粗晶区易出现粗大晶粒及上贝氏体、M—A组元,导致粗晶区的专属降低和时效敏感性增大。
焊接热输入：对于含碳量偏高的热轧钢,焊接热输入要适中。
对于含有碳、氮化物形成元素的正火钢,应采用小的热输入。
低碳调质钢冷裂纹倾向(与冷却速度有关)低碳钢由于淬硬倾向大,在焊接热影响区具有产生冷裂纹和韧性下降的倾向。
但热影响区的淬硬组织为Ms点高的低碳马氏体,具有一定的韧性,裂纹敏感性小。
冷却速度较慢时,马氏体可进行“自回火”处理可避免冷裂纹；冷速较快时,冷裂纹倾向增大。
过热区的脆化(原因,与冷却速度的关系) 冷却速度较慢时,奥氏体A向铁素体F转变,剩余高碳奥氏体继续冷却时转变为贝氏体B。
混合组织F+B,使过热区脆化。
冷速越低,先共析F越多,脆化越严重。
低碳调质钢焊接线能量的确定原则：防止热影响区脆化和冷裂纹。
若冷速太慢,形成大量的F+高碳M和B,导致HAZ脆化。
若冷速太快,没有足够时间自回火,易产生氢致裂纹。
根据焊接时的冷裂倾向决定是否预热。
预热温度的确定目的：防止冷裂纹(氢致裂纹)。
对改善组织无明显作用，低温预热,一般不超过200℃，预热温度不能太高,否则冷却速度太小,奥氏体转变为铁素体或粗大的贝氏体,强韧性下降。
一般不需要焊后热处理中碳调质钢的焊接性(1)冷裂纹倾向大碳当量大,淬硬倾向大；Ms点较低,形成的马氏体难以产生“自回火”效应；形成高碳马氏体(2)过热区脆化(原因) 高碳马氏体组织脆化；大线能量焊接难以避免马氏体形成,且晶粒粗大(3)HAZ软化焊接线能量越小,软化程度越小,软化区宽度越窄；焊接热源越集中,对减少软化越有利。
焊后调质处理可消除软化中碳调质钢热裂纹产生与防止：(产生)含碳量高；结晶温度区间宽；易出现偏析；(防止)采用低碳低硅的焊材；严格控制母材焊材中S、P量；降低熔合比；注意填满弧坑和保证良好的焊缝成形。
中碳调质钢的焊接工艺特点①退火状态下焊接的工艺特点(1)焊接时所要解决的问题主要就是裂纹,热影响区的性能可以通过焊后的调质处理来保证。
(2)焊接方法：在这种情况下对选择焊接工艺方法几乎没有限制。
薄板时,CO2气体保护焊、TIG、微束等离子焊(3)焊接材料：要求保证不产生冷、热裂纹外,还有一些特殊要求即焊缝金属的调质处理规范应与母材的一致,以保证调质后的接头性能也与母材相同；焊缝金属的主要合金组成应尽量与母材相似,但对能引起焊缝热裂倾向和促使金属脆化的元素应该加以严格控制。
2.调制状态下焊接时的工艺特点(1)除了裂纹外,热影响区的主要问题是：高碳马氏体引起的硬化和脆化；高温回火区软化引起的强度降低。
(2)前者可通过焊后的回火处理来解决的,后者若无法焊后调质处理,则无法避免(3)焊接工艺应从防止冷裂纹和避免软化出发对脆硬:为了消除过热区的淬硬组织和防止延迟裂纹,须正确选定预热温度,焊后须及时回火。
(注意预热、层间温度、中间热处理和焊后热处理的温度,都一定要控制在比母材淬火后的回火温度低50℃)。
对软化: 应采用热量集中、能量密度大的方法．且焊接线能量越小越好。
如：TIG、脉冲氩弧焊、等离子焊、电子束焊等焊接材料：选择焊接材料时没有必要考虑成分和热处理规范要与母材相匹配的问题,为防止冷裂纹,常采用纯奥氏体的铬镍钢焊条或镍基焊条。
晶间腐蚀：奥氏体钢在450～850℃加热(敏化加热)时,会由于沿晶界沉淀出铬的碳化物,致使晶粒周边形成贫Cr区,在腐蚀介质中即可沿晶粒边界发生所谓晶间腐蚀。
刀口腐蚀碳化物变化趋势：以18-8Ti为例,焊前M23C6全部固溶TiC呈沉淀游离态。
焊后TiC 大部分固溶,峰值温度越高TiC固溶量越大,M23C6发生沉淀相应形成晶界贫铬区,越靠近熔合区贫铬越严重。
刀口腐蚀和敏化腐蚀的区别？产生在什么钢种？产生条件、部位？刀口腐蚀只发生在稳定化钢种中(如Nb或Ti的18-8Nb和18-8Ti钢)。
产生刀蚀的必要条件是：高温过热和中温敏化相继作用。
刀蚀发生在熔合区,呈刀削切口形式。
刀蚀防治措施：发展超低碳的不锈钢；减少近缝区过热,小线能量；焊后进行稳定化处理；合理安排焊接顺序或调整焊接工艺；加入稀土元素(REMS)。
HAZ敏化区腐蚀是指焊接热影响区加热峰值温度处于敏化加热区间的部位所发生晶间腐蚀。
发生在含碳量大于0.05%的奥氏体不锈钢,如304钢。
温度区间约为600～1000℃防治措施：焊后固溶处理；降低母材含碳量；母材中加入强碳化物形成元素(Ti,Nb)；热输入的影响(含碳量一定,热输入越大,敏化区越宽,敏化区停留时间越长,敏化腐蚀越严重).从抗热裂纹和抗晶间腐蚀角度,为什么焊接18-8不锈钢希望得到γ+5%δ双相焊缝组织？(抗晶间腐蚀角度)因焊缝中有少量δ相可以细化晶粒,打乱单一γ相柱状晶的方向性,不致形成连续的贫铬层,δ相富Cr,有良好的供Cr条件,可减少γ晶粒形成贫铬层。
(抗热裂纹角度)同时,δ相比γ相溶解更多S、P,可以提高焊缝的抗裂能力。
偏析液膜能够润湿γ- γ、δ- δ界面,不能润湿γ-δ异相界面。
凝固裂纹最易产生于单相奥氏体(γ)组织的焊缝中,如果为γ+δ双相组织则不易产生凝固裂纹。
δ相的作用：利：δ相可打乱单一γ相柱状晶的方向性,不致形成连续的贫铬层。
δ相富Cr,有良好的供Cr条件,可减少γ晶粒形成贫铬层。
δ相比γ相溶解更多S、P,可以提高焊缝的抗热裂能力。
不利：过量的δ相在高温时易促使形成σ相,引起σ相脆化。
δ相选择性腐蚀。
合适的δ相含量非常重要。
太多(≥10vol%),塑性、韧性和耐蚀性均下降。