金属工艺学大作业。
班级 学号
姓名 2023年12月24日。
1 材料的化学成分表、力学性能：
a. q235-b（镇定钢在冶炼的后期用锰铁，硅铁和铝进行了充分的脱氧，钢水在锭模内平静的凝固，它的化学成分均匀，组织致密，质量高，但有缩孔；q235b 须作室温冲击试验，用v型缺口试样)
b. 化学成分 : 组成元素比例(%)碳c:
0.12～0.20；锰mn：
0.30～0.70；磷p：
≤0.045；硫s：≤0.
045；硅si：≤0.30；
c. 力学性能：屈服极限~235mpa；强度极限~380mpa；
塑性指标：断面收缩率25%~30%；伸长率~60%；
2 画出该成分材料在fe-c平衡相图中的位置，并描述在缓慢冷却条件下，该成分材料的结晶过程和室温组织：
a. 材料在fe-c平衡相图中的位置。
b. 缓慢冷却条件下，该成分材料的结晶过程和室温组织分析：
q235-b属于亚共析钢，合金冷却时，温度冷却到i点后，开始从金属液中结晶出奥氏。
体，奥氏体的数量随着温度的降低而逐渐增多。
湿度降到2点，金属液全部凝固，在2—3点之间。
是单一奥氏体的冷却。温度陈到3点后(在gs线。
上)，从奥氏体中结晶出铁素体。温度降到4点，剩余的奥氏体在恒温下转变成珠光体。4点以下。
不；再发生组织变化。所以亚共析钢在室温的的平衡组织由铁素体和珠光体组成。
室温组织分析： 铁素体和珠光体组成。
3 加工工艺过程：
a. 从冶炼出来的钢水进行连续铸轧造（熔炼、浇铸温度、连续铸造、铸坯）
熔炼过程：转炉炼钢法这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。
在氧化的过程中放出大量的热量 （含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。
这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (feo,sio2 , mno,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。
最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。
当磷于硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。
如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。
钢铁的冶炼是在熔化的状态下，对其由在成分含量进行提纯和调整的过程。通过对炉内钢水进行控制温度、排除杂质、调整成分等过程的操作，使之达到冶炼所需要的范围。在达到这个范围时，方可出钢进行浇注。
钢水浇注中，冷却凝固的过程，也是影响钢铁产品内在质量的重要环节，浇注时，冷却速度直接决定了钢铁材料的内在纯净程度。钢水的凝固过程也是杂质再次上浮排除的过程。如果凝固时间短，钢水中杂质得不到充分上浮而滞留在钢基体中，必然会降低钢材内在质量而影响性能。
杂质含量过多则会聚集在钢铁材料的晶界处，可明显降低钢材的强度和韧性。因此，排除钢水中的杂质是冶炼和浇注过程的重要任务之一。
调整成分是通过冶炼中的操作，使钢水中的合金元素达到标准要求的范围，保证钢材力学性能的重要步骤。
b．浇铸温度：一般情况下，浇铸温度越高，合金的流动性越好，易获得形状完整、轮廓清晰的铸件。但浇铸温度越高，合金的液态收缩越大，易出现缩孔和缩松。
为保证铸件质量，应在保证合金流动性的前提下，尽可能地降低浇铸温度。
所谓“高温出炉，低温浇铸”，指的是，合金液出炉后，放置一段时间，等温度降低到一定温度，再进行浇铸。碳素铸钢的浇铸温度一般是 1610℃
连续铸造：连续铸钢技术。
连续铸钢是将钢水连续注入水冷结晶器，待钢水凝成硬壳后从结晶器出口连续拉出或送比，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料或直送轧制工序的铸造坯料，称为连续铸坯。（1）钢水在结晶器内得到迅速而均匀的冷却凝固，形成较厚的细晶表面凝固层，无充分时间生成柱状晶区；(2)连续浇铸可避免形成缩孔或空洞，无铸锭之头尾剪切损失，使金属收得率大为提高；(3)整灌钢水的连铸自始至终的冷却凝固时间接近，连铸坯纵向成分偏差可控制在10％以内，远比模铸钢锭为好，(4)在塑性加工时为消除铸态组织所需的压缩比也可以相对减小，铸坯的组织致密，有良好的机械性能。
连铸和轧钢：
c.由铸坯热轧成板材，板坯连续铸造：
d、原材料板坯：
e、铸坯加热，（所用设备为加热炉）厚板坯压制成薄产品，需要把板坯加热到1200度的高温。这时使用的设备就是加热炉：
在加热炉上长时间加热板坯时，产品表面会产生氧化铁皮。在有氧化铁皮的状态下制作产品时，会降低产品的品质，所以必须用除鳞机上的高压水除去表面的氧化铁皮。（所用设备为除鳞机）
f、粗轧（所用设备为粗轧机）粗轧是把钢坯的厚度轧压成适合于细轧过程厚度的过程：
g、精轧至所需板厚，精轧过程是把经过粗轧后的板坯，按照顾客的要求厚度连续轧延的过程（所用设备为精轧机）：
h.热平整过程：
是把经过轧机的产品表面铺展地更加均匀的过程。经过轧制过程的产品中，偶尔会出现表面不平整的产品。 表面不平整会降低产品的品质，所以需要把产品的表面平坦化。
板坯通过热平整机的温度约为550800℃。
i、检测：测量产品厚度，宽度，长度的自动测量设备。
将产品内部的瑕疵，crack(裂痕)等，用超声波检测的过程。
j、板材进行焊接加工后成为钢梁（板材剪裁、翼缘版和腹板（拼接）、点焊固定、工字梁焊接、加筋板焊接）
a 板材裁剪：根据课题要求，做一下尺寸裁剪：
第一部分：上、下翼板：长度1241mm；厚度：10mm；宽度：400mm
腹板：长度：1241mm；厚度：8mm；高度：380mm
筋板两块：长度：176mm；厚度：6mm；高度380mm
第二部分：上下翼板：长度：2508mm；厚度：10mm；宽度：400mm
腹板一块：长度；2508mm；厚度：8mm；高度：380mm
筋板六块：长度：176mm；厚度：6mm；高度：380mm
第三部分：上、下翼板：长度1241mm；厚度：10mm；宽度：400mm
腹板：长度：1241mm；厚度：8mm；高度：380mm
筋板两块：长度：176mm；厚度：6mm；高度380mm
b 翼板和腹板拼接如图所示：
c 点焊固定：
焊接q235b选择用埋弧焊的焊接方法，焊芯选用型号为h08a，配焊剂431进行焊接。图中a处是将两块板焊接在一起。所以采用双面点焊的方法。
点焊时，先加压使两个工件紧密接触，然后接通电流。由于两个工件接触处电阻较大，电流流过所产生的电阻热使该处温度迅速升高，局部金属可达熔点温度，被熔化形成一个透镜型的液态熔池。断电后，继续保持压力或者加大压力，使熔核在压力下凝结固结晶，形成组织致密的焊点。
d 工字梁焊接：
此接头为t型接头，选择双单边坡口处理，用埋弧自动焊焊接。腹板与翼板间留有小于1mm的间隙，焊丝垂直于水平面，两侧各焊一道。吊车梁上翼缘与腹板连接的t形焊缝，除进行外观检查外，还必须进行焊缝内部有无焊缝裂纹和超标准的气孔夹渣。
吊车梁的t形焊缝用超声波、磁粉或者着色进行探伤检查；吊车梁的对接焊缝除用超声波探伤检查外，还必须采用一定比例的射线探伤检查。厚钢板的碳素结构钢和低合金钢应进行预热后焊接，防止出现焊接裂纹。由于c处有4处要进行焊接，所以先进行先定位点焊，工字梁是具有对称布置的焊缝的结构，焊接应尽量采用对称焊接，当采用1-4-3-2的焊接顺序，即先焊对接缝，至于角焊，先焊一半，然后焊顶端，然后交替焊平角焊，则焊后上拱弯曲变形将大大减少。
e 加筋板焊接：
筋板应该从上往下对称进行焊接，先把所有的焊缝点固定好。先焊接筋板与上下翼板，随着筋板的焊接的增加，吊车梁整体刚性也随着加强，保证了焊接的质量。然后焊接筋板与腹板。
由于筋板与上下翼板已经焊完，吊车梁的刚性得到了加强。在焊接时采用二氧化碳保护气体，焊接线能量较小，焊接热量散发较快，使得焊接变形能量比较微弱，达到了控制焊接变形的目的。
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