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第1章　耐热钢和耐热合金1

1.1　耐热钢和耐热合金的分类1

1.1.1　耐热钢的分类1

1.1.2　耐热合金的分类3

1.2　耐热钢和耐热合金的化学成分和性能5

1.2.1　高温强度6

1.2.2　应力松弛性能7

1.2.3　组织稳定性8

1.2.4　高温氧化和热腐蚀9

1.3　我国的耐热钢和耐热合金11

1.3.1　抗氧化钢和气阀钢11

1.3.2　热强钢13

1.3.3　耐热合金13

参考文献37

第2章　珠光体耐热钢的焊接38

2.1　概述38

2.2　珠光体耐热钢的种类和性能40

2.2.1　珠光体耐热钢的种类及化学成分40

2.2.2　珠光体耐热钢的性能40

2.3　珠光体耐热钢的焊接性54

2.3.1　焊接性的概念54

2.3.2　化学成分对珠光体耐热钢焊接性的影响55

2.3.3　珠光体耐热钢的焊接裂纹57

2.4　珠光体耐热钢可以采用的焊接方法68

2.4.1　概述68

2.4.2　电弧焊69

2.4.3　电渣焊79

2.5　焊接接头性能80

2.5.1 预热和焊后热处理对焊接接头性能的影响80

2.5.2　焊接接头的铁素体带对焊接接头性能的影响87

2.5.3　焊接接头性能88

2.6　典型低合金耐热钢的焊接98

2.6.1　概述98

2.6.2 DIN17155（0.3Mo）钢的焊接99

2.6.3 12CrMo（0.5Cr-0.5Mo）钢的焊接101

2.6.4 SA387-Cr12（1Cr-0.5Mo）珠光体耐热钢的焊接103

2.6.5　国产15CrMo（1Cr-0.5Mo）钢的焊接105

2.6.6 1.25Cr-0.5Mo钢的焊接109

2.6.7 12Cr1MoV（1Cr-Mo-V）钢的焊接112

2.6.8 1.5Cr-1Mo-V钢的焊接115

2.6.9 10CrMo910（2.25Cr-1Mo）钢的焊接117

2.6.10 12Cr2MoWVTiB（钢102）钢的焊接125

2.6.11 12Cr3MoVSiTiB（Ⅱ11）钢的焊接128

2.6.12 STFA26（9Cr-1Mo）耐热钢的焊接132

2.7　异种材料的焊接133

2.7.1 珠光体钢之间异种材料的焊接135

2.7.2　珠光体钢与奥氏体钢之间异种材料的焊接136

2.7.3 HK-40与Cr5Mo异种钢焊接137

参考文献141

第3章　耐热不锈钢的焊接143

3.1　概述143

3.1.1　耐热不锈钢的物理性能143

3.1.2　耐热不锈钢的化学成分143

3.1.3　耐热不锈钢的高温力学性能145

3.2　奥氏体耐热不锈钢的焊接148

3.2.1　奥氏体耐热不锈钢的特性148

3.2.2　奥氏体耐热不锈钢的焊接性154

3.2.3　奥氏体钢焊接接头的高温性能157

3.2.4　奥氏体钢焊接接头的辐射损坏162

3.2.5　奥氏体耐热不锈钢的焊接工艺164

3.2.6　奥氏体耐热不锈钢X8钢的焊接174

3.2.7 Cr25Ni20奥氏体耐热不锈钢炉管的焊接175

3.2.8 X12CrNiSi1636奥氏体耐热不锈钢焊接176

3.3　马氏体耐热不锈钢的焊接178

3.3.1　马氏体耐热不锈钢的焊接性178

3.3.2　马氏体耐热不锈钢的焊接工艺特点180

3.3.3 X20CrMoV121（F12）钢的焊接183

3.4　高铬铁素体耐热不锈钢的焊接190

3.4.1　高铬铁素体耐热不锈钢的特性190

3.4.2　高铬铁素体耐热不锈钢的焊接特点191

3.5　铸造奥氏体耐热不锈钢炉管的焊接192

3.5.1　铸造耐热不锈钢炉管的特性192

3.5.2　铸造耐热不锈钢炉管的焊接性193

3.5.3　高温铸造炉管长期工作的问题194

3.5.4 HK-40铸造耐热不锈钢炉管的焊接196

3.5.5 HP-40Nb铸造耐热不锈钢炉管的焊接198

3.5.6 HP45NbTi铸造耐热不锈钢炉管的焊接200

3.5.7　损伤炉管的焊接修复202

参考文献206

第4章　新型耐热钢的焊接207

4.1　铁素体耐热钢的发展207

4.1.1　普通铁素体耐热钢的发展207

4.1.2 新型铁素体耐热钢的发展207

4.1.3　新型铁素体耐热钢的化学成分和力学性能209

4.2　钢的强韧化212

4.2.1　钢的强化212

4.2.2　钢的强韧化212

4.2.3　新型铁素体耐热钢214

4.3　新型铁素体耐热钢的焊接性215

4.3.1　焊接裂纹敏感性215

4.3.2　新型铁素体耐热钢焊缝金属的韧性216

4.3.3　新型铁素体耐热钢的时效倾向219

4.3.4　新型铁素体耐热钢焊缝金属中的δ相220

4.3.5　新型马氏体耐热钢焊接接头的蠕变断裂强度221

4.4　T23钢及T24钢的焊接224

4.4.1　T23钢及T24钢的化学成分及物理性能和热处理224

4.4.2　T23钢及T24钢的力学性能225

4.4.3　T23钢及T24钢的焊接性225

4.4.4　T23钢焊接工艺227

4.4.5　焊接工艺举例231

4.5 T91/P91钢的焊接231

4.5.1　T91/P91钢的化学成分、力学性能和主要物理性能232

4.5.2　T91/P91钢的焊接233

4.5.3 SA-335P91（T91/P91）钢的焊接238

4.6　T91钢的高温蠕变断裂强度的变化241

4.6.1 T91钢的高温蠕变断裂强度的下降241

4.6.2　T91钢的高温蠕变断裂强度的改善244

4.7　E911钢的性能及焊接247

4.7.1 E911钢的化学成分及热处理247

4.7.2 E911钢的焊接248

4.8　T92/P92钢的性能及焊接251

4.8.1　T92/P92钢的化学成分及热处理251

4.8.2　T92/P92钢的性能252

4.8.3　T92/P92钢的焊接254

4.8.4　T92/P92钢焊接工艺259

4.9　新型12Cr耐热钢的焊接262

4.9.1　适用于高温蒸汽条件下的12Cr转子钢MTR10A钢262

4.9.2 T122/P122钢的焊接264

4.9.3　T122/P122钢和其他钢的异种钢焊接268

4.9.4 T122/P122钢焊接实例268

4.10　新型奥氏体耐热钢的焊接269

4.10.1　奥氏体耐热钢的发展269

4.10.2　新型奥氏体耐热钢的化学成分和性能270

4.10.3　新型奥氏体耐热钢的焊接276

参考文献280

第5章　铁基耐热超合金的焊接281

5.1 铁基耐热超合金的化学成分和用途281

5.1.1　铁基耐热超合金的化学成分281

5.1.2　铁基耐热超合金的用途282

5.2　铁基耐热超合金的性能和组织282

5.2.1　物理和化学性能282

5.2.2　力学性能284

5.2.3　组织和性能285

5.3　铁基耐热超合金的焊接热裂纹288

5.3.1　焊缝金属中的热裂纹288

5.3.2　热影响区的液化裂纹290

5.4　铁基耐热超合金的焊接技术措施292

5.4.1　母材的选择292

5.4.2　坡口形状292

5.4.3　焊前热处理292

5.4.4　焊前清理293

5.4.5　夹具293

5.4.6　焊接材料的选择293

5.4.7　焊接条件293

5.5　铁基耐热超合金的焊接工艺293

5.5.1　电弧焊293

5.5.2　电子束焊295

5.5.3　电阻焊296

5.5.4　钎焊297

5.5.5　其他焊接方法297

5.6　焊接接头的力学性能297

5.6.1 电弧焊焊接接头的力学性能297

5.6.2　其他焊接方法的接头强度300

5.6.3　焊接接头的耐蚀性301

5.7　异种材料的焊接302

5.8　典型铁基耐热超合金Incoloy 825的焊接303

5.8.1 Incoloy 825铁基耐热超合金的化学成分和物理性能303

5.8.2　Incoloy 825铁基耐热超合金的焊接性能303

5.8.3　Incoloy 825铁基耐热超合金的焊接303

参考文献305

第6章　镍基耐热超合金的焊接306

6.1 镍基耐热超合金的种类和性能306

6.1.1　镍基耐热超合金的种类和化学成分306

6.1.2　镍基耐热超合金的用途308

6.1.3　镍基耐热超合金的物理和化学性能308

6.2　镍基耐热超合金的组织309

6.2.1　合金元素的作用309

6.2.2　析出相309

6.2.3　镍基耐热超合金的强化机构316

6.3　镍基耐热超合金的力学性能316

6.3.1　镍基耐热超合金的抗拉性能316

6.3.2　镍基耐热超合金的蠕变断裂强度317

6.3.3　镍基耐热超合金的疲劳性能317

6.4　镍基耐热超合金的焊接性320

6.4.1　气孔320

6.4.2　焊缝金属中的结晶裂纹321

6.4.3　热影响区中的液化裂纹324

6.4.4　低塑性裂纹326

6.4.5　热影响区中的再热裂纹326

6.4.6　高温失塑裂纹328

6.4.7　加热时镍基耐热超合金的晶粒尺寸的变化330

6.4.8　扩散焊结合界面的强度低下330

6.5　镍基耐热超合金焊接工艺330

6.5.1　焊接前后的处理330

6.5.2　焊接坡口331

6.5.3　焊接方法332

6.6　镍基耐热超合金的焊接接头性能349

6.6.1　抗拉性能349

6.6.2　蠕变断裂特性352

6.7　异种材料焊接和堆焊354

6.7.1　镍基耐热超合金同其他材料焊接和堆焊简述354

6.7.2 Inconel 600与奥氏体不锈钢的焊接355

6.7.3　钴基合金在镍基合金上的堆焊357

6.8　典型镍基耐热超合金的焊接358

6.8.1　哈氏耐腐蚀合金的焊接358

6.8.2　哈氏合金C-22的焊接358

6.9　颗粒增强耐热超合金复合材料的焊接361

6.9.1　概述361

6.9.2　物理性能362

6.9.3　力学性能362

6.9.4　镍基颗粒增强耐热复合材料的焊接364

参考文献367

第7章　钴基耐热超合金的焊接368

7.1　钴基耐热超合金的化学成分和物理性能368

7.1.1　钴基耐热超合金的分类和化学成分368

7.1.2　钴基耐热超合金的物理性能370

7.2　钴基耐热超合金的析出相370

7.3　钴基耐热超合金的力学性能372

7.4　钴基耐热超合金的焊接方法373

7.4.1　焊前处理373

7.4.2　焊接方法373

7.5　钴基耐热超合金的焊接接头的力学性能376

7.5.1　钴基耐热超合金的焊接接头的抗拉性能376

7.5.2　钴基耐热超合金的焊接接头的热疲劳性能378

7.5.3　钴基耐热超合金焊接接头的蠕变权限378

参考文献379

第8章　高熔点金属的焊接380

8.1 高熔点金属的化学成分及物理性能380

8.1.1　高熔点金属的化学成分380

8.1.2　高熔点金属的物理性能382

8.2　高熔点金属的冶金性能383

8.2.1　脆性转变现象383

8.2.2　高熔点金属与气体的反应384

8.2.3　高熔点金属的加工组织384

8.2.4　高熔点金属的生产与力学性能384

8.3 Mo及其合金的焊接384

8.3.1 Mo的物理和化学性能384

8.3.2 Mo及其合金的化学成分385

8.3.3 Mo及其合金的焊接性386

8.3.4 Mo及其合金的焊接工艺389

8.3.5 Mo与其他金属的焊接392

8.4 Nb及其合金的焊接400

8.4.1 Nb及其合金的热处理400

8.4.2　焊前处理400

8.4.3　电弧焊401

8.4.4　电子束焊402

8.4.5　电阻焊和扩散焊402

8.4.6　钎焊403

8.4.7　铌与钢的焊接403

8.5 W及其合金的焊接404

8.5.1　焊前处理404

8.5.2　电弧焊404

8.5.3　电子束焊405

8.5.4　电阻焊和扩散焊405

8.5.5　钨与钢的焊接406

8.6 Ta及其合金的焊接407

8.6.1 Ta的化学成分和力学性能407

8.6.2　焊接性407

8.6.3　焊接工艺410

参考文献413

附录414

附录A B？hler Thysson焊接技术集团公司用于电力设备的焊接材料414

附录B　瑞士OERLIKON公司用于电力设备的焊接材料420

附录C　英国METRODE公司用于电力设备的焊接材料424