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(简答题)

阐述焊缝中硫、磷的危害及防止措施。

正确答案

S危害 :S与液态钢可以无限互溶,而在室温下在固态铁的溶解度仅为0.015-0.020%,因此在熔池结晶时易产生偏析,形成低熔共晶体。
(1)Fe+FeS ,FeS+FeO 呈片状或链状,分布于晶界 --↑焊缝结晶裂纹倾向,↓冲击韧性和抗腐蚀性。
(2)NiS+Ni焊合金钢,尤其高Ni合金钢时产生结晶裂纹倾向↑↑
(3)钢C%↑--S偏析↑--S的危害↑ 
措施:
(1)限制焊材中的含S量
母材:过渡到焊缝金属中S接近100%,但母材中含S量很少。
焊丝:70-80%S过渡到焊缝中。
药皮或焊剂:50%S过渡到焊缝中
(2)用冶金方法脱S
①合金元素脱S与S的亲和力Fe
②熔渣脱S
MnO脱S CaO脱S MgO脱S
↑Mn%既减少了FeO又增加了MnO,但由于冶金反应时间短脱,S不充分。
P危害:P以Fe2P或Fe3P的形式存在分布于晶界,↓晶粒间的结合力,而它本身又硬脆,↑焊缝的冷脆性,↓脆
性转变温度,↑冷裂纹 Fe3P+Fe 熔点:1050℃; Ni3P+Ni  熔点:880℃,↑结晶裂纹 
措施:
(1)限制焊接材料中的含磷量:主要是焊剂和药皮中的锰矿(含0.22%P)
(2)冶金脱P
①P→P2O5
2[Fe3P]+5(FeO)=P2O5+11[Fe]         
2[Fe2P]+5(FeO)=P2O5+9[Fe]
②形成稳定的磷酸盐与P2O5的接合能力:
3(CaO)+P2O5=[(CaO)3P2O5]
4(CaO)+P2O5=[((CaO)4P2O5
说明:↑碱度会↓[P]w但熔渣的碱度受到工艺的限制。
碱性渣:不允许含较多FeO,否则会使[O]w↑,易产生气孔,因此碱性脱P较差。
酸性渣:含较多FeO,有利于P的氧化但碱度小,脱P能力更差。

答案解析

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