一级造价工程师

第四讲 热处理、质量检验、脱脂、酸洗和预膜 
一.内容提要 
这节课主要介绍第二章第四节热处理、第五节工程施工质量检验和第六节吹扫、清洗、脱脂、酸洗、钝化和预膜。 
二.重点.难点 
熟悉金属热处理的作用和方法。掌握脱脂的应用范围、脱脂剂的种类、脱脂方法及质量检验方法；酸洗的要求、应用范围及常用的方法；钝化及钝化常用的方法。施工工程质量检验的意义、内容和方法；金属材料、设备和管道检验的内容和方法；焊接质量的检验内容、方法、特点和应用范围。 
三.内容讲解 
大纲要求 
1、熟悉通用安装工程施工的基本工序、工艺流程。 
2、熟悉安装工程常用的脱脂、酸洗等施工工艺相关规范的基本内容。 
第四节 热 处 理 
一、概述 
热处理是通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，并获得所需金属的物理、化学和力学性能的一种工艺。 
热处理的方法很多，但任何一种热处理都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。 
通过热处理工艺可使焊接残余应力松弛、淬硬区软化，改善内部组织结构，降低含氢量，提高耐腐蚀性、冲击韧性、蠕变极限等。 
二、常用热处理方法 
安装工程施工中的热处理一般分为焊前预热和焊后热处理两部分。 
（一）焊前预热 
对焊件进行焊前预热，可防止或减少应力的产生。预热的作用在于提高焊接接头温度，减少焊缝金属与母材间的温差，降低焊缝冷却速度，控制钢材组织转变，避免在热影响区中形成脆性马氏体，减轻局部硬化，改善焊缝质量，同时由于预热减缓熔池冷却速度，有利于排气、排渣，故可减少气孔、夹渣等缺陷。 
焊件是否需要预热以及预热温度是多少，应根据钢材的化学成分（淬硬性）、板厚、容器的结构刚性、焊接形式、焊接方法和焊接材料及环境温度等因素综合考虑。 
通常情况下，当环境温度低于0℃时，一般除有色金属外，都应进行适当预热。对35#、45#钢预热温度可选用150－250℃；含碳量再增高或工件刚性很大时，可将预热温度提高到250－400℃；局部预热的加热范围为焊口两侧150－200mm。对黄铜焊接时，当壁厚为5－15mm，其预热温度为400－500℃；壁厚大于15mm时，预热温度升高到550℃。 
（二）焊后热处理 
安装工程施工中，常遇到的焊后热处理过程主要有退火、回火、正火及淬火工艺。 
1、钢的退火工艺 
根据钢材的加热温度、保持时间及冷却状况可分为完全退火、不完全退火、去应力退火三种。 
（1）完全退火。其目的是细化组织、降低硬度。改善加工性能及去除内应力。完全退火适用于中碳钢和中碳合金钢的铸、焊、轧制件等。 
（2）不完全退火。其目的是降低硬度、改善切削加工性能、消除内应力。常用于工具钢工件的退火。 
（3）去应力退火。其目的是为了去除由于形变加工、机械加工、铸造、锻造、热处理及焊接等过程中的残余应力。 www.edu24ol.com 讲解:乔玉辉 
例：根据钢材的加热温度、保持时间及冷却状况，可将退火工艺分为( )。 
A．完全退火 B．不完全退火 C．去氢退火 D．去应力退火 
答案：ABD 
2、钢的正火工艺 
正火是将钢件加热到临界点Ac3或A cm以上适当温度，保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体基体组织的热处理工艺。其目的是消除应力、细化组织、改善切削加工性能及淬火前的预热处理，也是某些结构件的最终热处理。在可能情况下，应优先考虑正火处理。 
3、钢的淬火工艺 
淬火是将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定范围内发生马氏体不稳定组织结构转变的热处理工艺。其目的是为了提高钢件的硬度、强度和耐磨性，多用于各种工模具、轴承、零件等。  [Page]
4、钢的回火工艺 
其目的是调整工件的强度、硬度、韧性等力学性能，降低或消除应力，避免变形、开裂，并保持使用过程中的尺寸稳定。 
回火按不同的加热温度可分为： 
（1）低温回火。主要用于各种高碳钢的切削工具、模具、滚动轴承等的回火处理。 
（2）中温回火。一般适用于中等硬度的零件、弹簧等。 
（3）高温回火。主要用于重要结构零件。 
例：较退火冷却速度快，过冷度较大，处理后的工件其强度、硬度、韧性较退火为高，且生产周期短，能耗少，此种热处理工艺为( )。 
A．高温回火工艺 B．中温回火工艺 
C．低温回火工艺 D．正火工艺 
答案：D 
三、热处理方法的选择 
焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。对于气焊焊口采用正火加高温回火处理。单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊缝，其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。绝大多数场合是选用单一的高温回火。高温回火温度范围为500－780℃（一般要求不超过800℃）。热处理的加热和冷却力求内外壁均匀。 
例: 工件焊接后需进行热处理时，一般应选用的热处理方法有( )。 
A．单一高温回火 B．正火 
C．正火加高温回火 D．中温回火 
答案：AC 
四、焊后热处理的一般要求 
（l）焊接接头的热处理，一般应在焊后及时进行。 
（2）焊后热处理的加热范围，以焊口中心为基准，每侧不应小于焊缝的3倍。 
（3）两种金属焊接头的焊后热处理要求，一般应按合金成分较低的钢材确定。 
五、焊后热处理的加热方法 
1、感应加热 
2、辐射加热 
辐射加热常用火焰加热法、电阻炉加热法、红外线加热法。 
工程上常采用氧和乙炔气混合燃烧产生的高温作为焊后局部热处理方法，采用柴油加热内燃法作为焊后整体热处理方法。电阻炉是目前小管子焊缝热处理广泛采用的加热设备。红外线加热可适用各种尺寸、各种形状的焊接接头的热处理，效果仅次于感应加热。 
六、整体热处理 
整体热处理是为了消除焊接产生的应力，稳定各种几何尺寸，改变焊接部位金相组织，提高金属的韧性和抗应力能力，阻止裂纹的产生。 
采用整体处理的方法有两种：内燃法和电加热法。 
例：在焊接过程中，为减缓熔池冷却速度，有利于排气、排渣，减少气孔、夹渣等缺陷，应采取的热处理方法为( )。 
A．焊前预热 B，焊后热处理 
C．焊后高温回火处理 D．正火加高温回火处理 
答案：A 
第五节 工程施工质量检验 
一、材料的一般检验 
质量检验的内容主要包括材料的检验、安装设备的检验和焊接质量的检验等。质量检验的方法主要有： 
（l）原材料和设备零件尺寸和几何形状的检查； 
（2）原材料和焊缝的化学成分分析、机械性能试验和金相组织检验； 
（3）原材料及焊缝表面和内部缺陷的检验； 
（4）设备和管道系统的试压。 
二、金属材料的检验 
（一）检验的依据 
（1）供货合同； 
（2）国家标准或行业标准； 
（3）供方提供的发货单、计量单、装箱单、产品合格证、化验单、技术鉴定单、图纸及其他有关凭证。  [Page]
（二）检验的内容 
依据以上三类文件对金属材料做以下检验： 
（1）数量验收，包括清点件数和计重。 
（2）质量检验： 
l）材料的规格、尺寸检验； 
2）材料的外观检验； 
3）材料的理化检验。 
（三）检验的方法 
1、规格尺寸的检验 
2、外观尺寸的检验 
（1）包装和标志的检验。 
（2）外观缺陷的检验。 
外观质量缺陷主要有裂纹、结疤、麻点、乱伤、表面夹杂、分层、粘结、气泡和折叠等。 
3、成分、性能及组织的检验 
（1）显微组织检验。 
（2）宏观组织检验。常用的方法有断口检验、酸浸检验、塔形车削发纹检验及硫印检验等。 
l）断口检验。 
2）酸蚀检验。也称低倍检验，低倍检验一般用来检查组织偏析、疏松、气泡、裂纹、白点、夹杂和缩孔残余等缺陷。 
3）塔形车削发纹检验。目的是为了检查钢材内部的发纹缺陷。这种检验一般用于特殊重要用途的钢材。 
4）硫印试验。 
（3）无损探伤检验。无损探伤的方法和手段很多，有做表面探伤的液体渗透检测；做一定深度的中子射线检测、X射线和γ射线检测、超声波检测、涡流检测、磁粉检测和微波检测等；以及对于难以接近区域的光热辐射检测。这些方法能检查出钢材表层及内层的各种缺陷，如气孔、缩孔、裂纹和夹杂等。 
三、焊接质量检验 
（一）射线检测 
射线探伤包括X射线、γ射线、中子射线探伤等，其基本原理相同。 
X射线探伤的优点是显示缺陷的灵敏度高，特别是当焊缝厚度小于30mm时，较γ射线灵敏度高，其次是照射时间短、速度快。缺点是设备复杂、笨重，成本高，操作麻烦，穿透力较γ射线小。 
（二）超声检测 
超声法的优点是可用于金属、非金属和复合材料制件的无损评价；超声波在金属中可以传播很远的距离（能达10m），故可用其探测大厚度工件；对确定内部缺陷的大小、位置、取向、埋深和性质等参量较之其他无损方法有综合优势；特别是对检测裂缝等平面型缺陷灵敏度很高；仅需从一侧接近试件；设备轻便对人体及环境无害，可作现场检测；所用参数设置及有关波形均可存储供以后调用。主要局限性是对材料及制件缺陷作精确的定性，定量表征仍须作深入研究；对试件形状的复杂性有一定限制。

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