金属材料焊接工艺 第3版 教案 20 马氏体不锈钢的焊接

授课教案首页学年第学期机械工程学院材料技术系（部）焊接技术及自动化教研室课程名称金属材料焊接工艺任课教师授课形式理论教学√课内实践□理实一体□习题复习□考核评价□其他活动□课时安排2课时序号20授课日期月日月日月日月日授课班级教学内容：4、马氏体不锈钢的焊接教学目标：知识目标：了解马氏体不锈钢的焊接性能力目标：熟悉马氏体不锈钢的焊接工艺特点素质目标：1、培养学生良好的操作习惯2、具有与人沟通、与人合作的社会交往能力重点难点及解决方法：举例说明马氏体不锈钢的焊接工艺。授课地点：教室教学媒体：投影仪设备及材料：其它资源：学习效果评价方式：课堂提问及作业作业和思考题：马氏体不锈钢的焊接性有何特点？课后小结：填表说明：1.序号，指该课程授课的顺序号，应与授课计划一致；2.授课形式在相应的选项打“√”。授课教案教学内容及过程时间分配方法及手段一、教学组织1．复习引入10分钟2．讲解125分钟3．提问20分钟4.小结25分钟二、教学内容能力知识点1马氏体不锈钢的焊接性1．马氏体不锈钢的类型和特性室温下具有马氏体组织的钢，即马氏体不锈钢。它是可热处理强化的高铬钢。具有较高的强度、高硬度、高耐磨性、耐疲劳特性、耐热性并具有一定的耐蚀能力。主要用来制造各种工具和机器零件，如热机叶片等，而很少用于管道、容器等需要焊接的构件。马氏体不锈钢既可作为不锈钢，又可作为热强钢。马氏体不锈钢可分为以下两类：（1）普通Cr13型马氏体不锈钢主要有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等。这类钢高温下组织稳定性差，但含铬量较高，具有一定耐均匀腐蚀的能力，一般用作不锈钢。（2）热强马氏体不锈钢以马氏体为基体的耐热钢，目前应用最多的是Cr9和Cr12系列马氏体热强钢，如12Cr-1MoWV、9Cr-1MoVNbN等。马氏体不锈钢最大特点是高温加热后空冷就有很大的淬硬倾向，经调质处理后，能充分发挥这类钢的性能特点。2．马氏体不锈钢的焊接性产生冷裂纹；焊接接头的脆化；接头HAZ也存在明显的软化问题。填表说明：1.本页可续页；2.教学方法如：项目教学、案例分析、分组讨论、角色扮演、启发引导等；3.教学手段如：课件演示、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、视频讲解、网络课程等。授课教案教学内容及过程时间分配方法及手段为了避免冷裂纹及改善焊接接头的力学性能，应采取以下措施：1）焊前预热在使用与母材同成分的焊接材料时，焊前需预热。预热温度一般在200～260℃。2）焊后开始回火的温度对于刚度较小的结构，可以冷却至室温后再回火。对于刚度较大的结构，特别是含碳量较高时，需焊后冷至100～150℃，保温0.5～1h，然后加热至回火温度。3）焊后热处理焊后热处理包括回火和完全退火。能力知识点2马氏体不锈钢的焊接工艺要点1．控制焊缝金属的化学成分焊缝金属的化学成分主要取决于焊接材料。焊接材料选择有两类方案：一类是采用与母材化学成分基本相同的焊接材料；另一类是采用奥氏体焊接材料。（当焊接结构不能进行预热或不便于进行热处理时采用）2．焊前预热和焊后热处理对于同质焊缝，预热是防止冷裂纹的重要措施。钢的淬硬性越大，焊接接头的拘束度越大，则预热温度就选择高一些，一般为150~400℃。多层焊时仍要保持道间温度不低于预热温度，焊后还要进行热处理。表4-11为马氏体不锈钢焊前预热温度、母材中碳的质量分数、热输入及焊后热处理的相互关系。3．焊接方法马氏体不锈钢与低合金结构钢相比，具有更高的淬硬倾向，对焊接冷裂纹更为敏感。必须严格保证低氢、甚至超低氢的焊接条件：采用焊条电弧焊时，要使用低氢碱性药皮的焊条；对于拘束度大的接头，最好采用氩弧焊。填表说