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材料科学
题目

填空题(每题2分)(1)熔渣是多种化合物构成的复杂混合物系统,按其构成属性可分为________型、________________________型和________型熔渣三类。________型熔渣具有较强的氧化性,一般用于低碳钢、低合金高强钢焊接。(2)随温度增高粘度下降速度________的渣称为长渣;从粘度对温度角度看碱性焊条熔渣属于________渣;在酸性渣中________SiO2,增加TiO2或________碱性氧化物的含量,都可以使复杂的Si-O阴离子减少,可降低粘度并使渣成为________渣。(3)碱性焊条又称为________型焊条。碱性熔渣与熔滴间的界面张力较________,焊接时较易发生熔滴粗化、飞溅。酸性焊条施焊时,熔滴过渡的颗粒较________,焊缝鱼鳞纹细密,外观成形好。(4)CaF2能促使碱性渣中CaO熔化,也可减小酸性渣中Si-O离子团聚合度及其尺寸,从而________熔渣粘度,因此,在焊接熔渣和炼钢熔渣中常用作为稀释剂。此外,CaF2可显著________熔渣与钢液之间的界面力而改善润湿性;在焊条药皮中加入7%~8%CaF2,还可显著减少焊缝熔池金属中________含量。(5)熔渣中的FeO既溶于渣又溶于液态钢,其在两相中的分配常数L随温度升高而________,所以(FeO)等浓度时熔渣的氧化性随温度升高而________。焊接时在高温下FeO更容易向________中分配,在熔池尾部温度较低,FeO向________中扩散。(6)钢液的________脱氧是将脱氧剂直接加入液态金属中与[FeO]起作用,其脱氧产物析出转入熔渣的一种脱氧方式。这种脱氧方式的优点是________,其缺点是________________________。(7)脱氧产物的酸碱性质应与熔渣的________,以利于熔渣吸收并中和脱氧产物,因此________________焊条可采用Mn作为脱氧元素而不适宜采用Si进行脱氧。(8)常规熔炼钢水的脱碳反应,工艺方法上常采用如吹氧或加Fe的________价氧化物(如铁矿石、锈蚀严重的铁屑等),利用其与[Fe]反应所生成的________气泡(同时生成[FeO]),随气泡析出过程降低钢液中________及________的含量,其主要目的是净化钢液。(9)为提高钢液熔渣(扩散)脱磷的效果,希望大量的低粘度碱性渣,同时渣中含有高浓度的________________________,即________氧化性渣,且在较________温度下进行。

填空题(每题2分)

(1)熔渣是多种化合物构成的复杂混合物系统,按其构成属性可分为________型、________________________型和________型熔渣三类。________型熔渣具有较强的氧化性,一般用于低碳钢、低合金高强钢焊接。

(2)随温度增高粘度下降速度________的渣称为长渣;从粘度对温度角度看碱性焊条熔渣属于________渣;在酸性渣中________SiO2,增加TiO2或________碱性氧化物的含量,都可以使复杂的Si-O阴离子减少,可降低粘度并使渣成为________渣。

(3)碱性焊条又称为________型焊条。碱性熔渣与熔滴间的界面张力较________,焊接时较易发生熔滴粗化、飞溅。酸性焊条施焊时,熔滴过渡的颗粒较________,焊缝鱼鳞纹细密,外观成形好。

(4)CaF2能促使碱性渣中CaO熔化,也可减小酸性渣中Si-O离子团聚合度及其尺寸,从而________熔渣粘度,因此,在焊接熔渣和炼钢熔渣中常用作为稀释剂。此外,CaF2可显著________熔渣与钢液之间的界面力而改善润湿性;在焊条药皮中加入7%~8%CaF2,还可显著减少焊缝熔池金属中________含量。

(5)熔渣中的FeO既溶于渣又溶于液态钢,其在两相中的分配常数L随温度升高而________,所以(FeO)等浓度时熔渣的氧化性随温度升高而________。焊接时在高温下FeO更容易向________中分配,在熔池尾部温度较低,FeO向________中扩散。

(6)钢液的________脱氧是将脱氧剂直接加入液态金属中与[FeO]起作用,其脱氧产物析出转入熔渣的一种脱氧方式。这种脱氧方式的优点是________,其缺点是________________________。

(7)脱氧产物的酸碱性质应与熔渣的________,以利于熔渣吸收并中和脱氧产物,因此________________焊条可采用Mn作为脱氧元素而不适宜采用Si进行脱氧。

(8)常规熔炼钢水的脱碳反应,工艺方法上常采用如吹氧或加Fe的________价氧化物(如铁矿石、锈蚀严重的铁屑等),利用其与[Fe]反应所生成的________气泡(同时生成[FeO]),随气泡析出过程降低钢液中________及________的含量,其主要目的是净化钢液。

(9)为提高钢液熔渣(扩散)脱磷的效果,希望大量的低粘度碱性渣,同时渣中含有高浓度的________________________,即________氧化性渣,且在较________温度下进行。

题目解答

答案

盐 盐 — 氧化物 氧化物 氧化物 缓慢 短 减少 增加 短 低氢 大 小 降低 降低 氢 减小 增大 金属 熔渣 沉淀 脱氧速度快,脱氧彻底 脱氧产物 难以彻底 清除 相反 酸 性 高 CO 有害气体 夹杂物 ( FeO ) 强 低

解析

本题考查熔渣的分类、性质及焊接材料相关知识,涉及熔渣类型、粘度特性、焊条类型与性能、脱氧反应、脱磷脱碳工艺等核心概念。关键点包括:

  1. 熔渣分类:按组成分为盐型、氧化物型、复合型,氧化性熔渣用于低碳钢焊接;
  2. 粘度与温度关系:长渣粘度随温度变化显著,碱性焊条为短渣;
  3. 焊条类型与熔渣性质:碱性焊条熔渣界面张力大,酸性焊条飞溅小;
  4. 脱氧与脱磷原理:脱氧产物需与熔渣性质匹配,扩散脱磷需碱性高氧化性渣;
  5. 脱碳工艺:利用铁矿石等高价氧化物生成CO气泡净化钢液。

第(1)题

熔渣按组成分为盐型、氧化物型和复合型。氧化物型熔渣因含高价氧化物,氧化性强,适用于低碳钢、低合金钢焊接。

第(2)题

  1. 长渣与短渣:粘度随温度下降缓慢的为长渣,碱性焊条熔渣为短渣;
  2. 粘度调节:减少SiO₂、增加TiO₂或碱性氧化物(如MgO、CaO)可降低粘度,使渣变短渣。

第(3)题

  1. 碱性焊条特性:又称低氢型,熔渣界面张力大,易飞溅;
  2. 酸性焊条优势:熔滴颗粒小,焊缝成形好。

第(4)题

  1. CaF₂作用:降低熔渣粘度、减小界面张力、减少焊缝氢含量。

第(5)题

  1. FeO分配与温度:L随温度升高减小,高温下FeO向金属相分配,低温时向熔渣扩散。

第(6)题

  1. 金属脱氧:优点是脱氧快且彻底,缺点是脱氧产物难清除。

第(7)题

  1. 脱氧产物匹配性:酸性渣不宜用Si脱氧(生成酸性SiO₂),碱性渣可用Mn脱氧。

第(8)题

  1. 脱碳工艺:加入高价氧化物(如铁矿石)生成CO气泡,降低钢液中气体和夹杂物含量。

第(9)题

  1. 高效脱磷条件:高FeO浓度、强氧化性渣、低温环境。

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