EH36钢埋弧焊接头CTOD试验中的突跃效应及评价

根据BS 74 4 8试验标准 ,在对海洋石油平台用钢EH36单、双丝埋弧焊接头的焊缝和热影响区 (HAZ)进行低温下 (- 15℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)测试时 ,多个试样出现了”突跃”(F -V曲线上瞬间载荷下降、位移增加变慢 ) ,亦称”POP -IN”现象。针对这一问题 ,依据BS 74 4 8-Ⅰ中的有关评定标准 ,对存在POP -IN现象的试样进行了F-V曲线上载荷 -位移变化的测量、计算 ,并在光学显微镜 (× 10 0 0 )下观察了断裂面上脆性起裂点处的微观组织 ,从而合理取舍了焊接接头这一非均质结构中出现的POP -IN效应。     

EH36钢埋弧焊焊缝金属组织临界断裂韧性

通过对典型海洋结构用钢EH36埋弧焊焊缝金属进行单边缺口拉伸试验(single edge notched tensile,SENT)研究焊缝金属中针状铁素体(acicular ferrite,AF)和先共析铁素体(proeutectoid ferrite,PF)的临界断裂韧性. 结果表明,AF的断裂韧性要高于PF,主要原因在于AF内部具有较高密度的位错及位错能,在外力作用下,裂纹尖端极易发生塑性变形而钝化;相反,PF组织较纯且均匀,位错密度较小,裂纹尖端并未发生钝化. 这种组织的不均匀性导致了焊缝金属断裂韧性较大的分散性,主要归结于试样预制裂纹尖端位置的微观组织性能.     

EH36钢的焊接工艺

通过对"西气东输"压气站管线EH36钢焊接性能的研究,并根据"西气东输"工程技术的标准(Q/SY XQ18-2002),制定了2种焊接工艺方案.第1种方案是采用钨极氩弧焊根焊,焊条电弧焊填充、盖面;第2种方案是采用焊条电孤焊根焊,自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖面.研究结果表明,2种焊接工艺方案均符合有关标准的要求.因此.在施工时应根据实际的人员、设备与地质情况选择合适的焊接工艺方案进行焊接.     

EH36钢焊接接头海水腐蚀疲劳性能及断裂机制

以EH36钢焊接接头为研究对象,研究了其在南海实际海水环境下不同应力范围的腐蚀疲劳寿命及腐蚀疲劳断裂机制。根据DNV-RP-C203标准中规定修正实际海水环境腐蚀疲劳试验结果,修正后的S-N曲线方程为lg N=15.414-4.005lg Δσ。从S-N曲线上可看出,EH36钢焊接接头在实际海水中寿命随着疲劳应力范围的增大而显著降低,其腐蚀疲劳性能优于DNV-RP-C203标准模拟海水环境下的焊接接头的腐蚀疲劳性能。采用扫描电镜观察焊接接头腐蚀疲劳断裂面发现,腐蚀疲劳裂纹源区主要发生在焊接接头表面,分析原因为焊接接头表面产生的腐蚀坑周围具有显著的应力集中,导致裂纹萌生。腐蚀疲劳裂纹扩展区宏观上较为平坦,焊接接头表面多处裂纹源区产生的撕裂棱在此区域汇合成一条撕裂棱;微观上裂纹扩展区出现了明显的疲劳台阶和二次裂纹,裂纹扩展方式主要为穿晶;腐蚀疲劳瞬间断裂区主要形貌为韧窝,断裂形式主要为塑性断裂。创新点： 基于成组法疲劳寿命预测理论,得出EH36钢在南海海水环境下的焊接接头的S-N曲线。同时结合微观分析方法研究焊接接头腐蚀疲劳断裂面微观特征,揭示实际海水自由腐蚀环境下EH36钢焊接接头腐蚀疲劳机制。     

EH36钢的氢陷阱及氢脆敏感性

采用氢渗透测试、慢拉伸试验等研究手段,探究EH36钢表面、1/4和1/2厚度处的氢陷阱、氢扩散系数及氢脆敏感性。结果表明,表面及1/4厚度处的显微组织主要为贝氏体,表面处的显微组织较为细小,1/2厚度处主要为铁素体和珠光体。可逆和不可逆氢陷阱密度由表面到1/2厚度处依次降低,氢扩散系数随之依次增大。随充氢电流密度或时间的增加,各厚度处拉伸试样的屈服强度、抗拉强度、伸长率均有不同程度的降低,氢脆敏感性随之增大;拉伸断口形貌由呈韧性断裂特征的韧窝状逐渐向呈脆性断裂特征的河流状花样转变。表面处的氢脆敏感性最小,1/2厚度处的氢脆敏感性最大;在1/2厚度处的拉伸断口观察到了一些氢致裂纹。     

14MnNbq钢埋弧焊焊缝金属热裂纹的成因

对１４ＭｎＮｂｑ钢埋弧焊对接接头焊缝金属中含有裂纹的实物进了金相，扫描电镜及断口微区能谱分析，并采用可调拘束热裂纹敏感性试验方法对１４ＭｎＮｂｑ及１６Ｍｎｑ两种钢材进行了对比，分析了产生热裂纹的原因及其影响因素，提出了防止１４ＭｎＮｂｑ钢埋弧焊焊缝金属热裂纹的措施。     

正火工艺处理的EH36船板钢疲劳裂纹扩展行为和断裂韧性

采用电子背散射衍射(EBSD)和扫描电镜(SEM)分析了正火工艺处理的EH36船板钢织构、再结晶和疲劳断口。并通过拉伸试验、疲劳裂纹扩展速率试验、疲劳断裂韧性试验及数值模拟等研究了正火工艺处理的EH36船板钢的疲劳裂纹扩展行为、疲劳断裂机理以及外载和应力比对应力强度因子幅值的影响。结果表明：EH36船板钢具有较强的{110}和{111}塑性织构成分,平均晶粒尺寸为8.2μm,变形晶粒所占比例为4.1%,伸长率为33.3%。通过双对数线性拟合得到应力比为0.03和0.1下的疲劳裂纹扩展寿命预测公式分别为da/dN=1.07×10^-9(ΔK)^3.49和da/dN=1.96×10^-9(ΔK)^3.35。通过J积分法计算出正火处理的EH36船板钢的疲劳断裂韧性K₍J0.2BL(30))为387 MPa·m^1/2。试验钢的疲劳断裂机制是解理穿晶断裂和微孔生长聚合断裂的混合断裂机制。多参数模拟表明在最大外载一定时,相同疲劳裂纹长度下的应力强度因子幅值随着应力比的增加而减...     

大线能量焊接EH36船板钢FCB焊接接头组织与性能

对工业化试制的32 mm厚大线能量船板钢EH36进行热输入为228 k J/cm的FCB法焊接试验,并研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明:焊接热影响区的过热粗晶区原奥氏体晶粒尺寸达到300~500μm,组织主要由少量晶界铁素体和晶内形核铁素体(约60%~80%)组成,是该区焊接时峰值温度达到δ相转变温度以上并停留较长时间造成的,并给出δ相转变温度及奥氏体晶粒尺寸与峰值温度之间的关系;粗晶区由15~30μm的多边形铁素体与3~10μm的针状铁素体(10%~20%)构成;细晶区包含10~20μm的多边形铁素体和小于等于10μm的珠光体;临界区表现为混晶组织。焊接接头热影响区的冲击功A_(kv)≥100 J(-20℃),拉伸试样断裂于母材,接头性能满足要求。     

Study of fatigue properties for weld HAZ of EH36MOD steel

ＳｔｕｄｙｏｆｆａｔｉｇｕｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｗｅｌｄＨＡＺｏｆＥＨ３６ＭＯＤｓｔｅｅｌＣＡＩＨｏｎｇｎｅｎｇ；ＣＨＡＯＴａｎｈｕａ；ＺＨＯＵｌｉｘｉａ；ＹＡＮＧＹｏｎｇｘｉｎｇａｎｄＦＥＩＤｅｃａｉ（ＰｒｏｆＣＡＩＨｏｎｇｎｅｎｇ，Ｓｃｈｏ...     

船用低温高强钢三维多层焊接变形有限元模拟

低温高强钢EH36在船舶重要结构部位应用广泛.采用有限元软件,根据EH36钢热物理特性,对其焊接温度场和焊接变形进行了数值模拟.通过选择具备热和结构功能的耦合单元,应用APDL二次开发语言和生死单元技术,在三维方向上,对开坡口厚板的多层焊焊接热循环过程进行了分析,得到工件收缩变形及角变形等数据.结果表明,第一层焊接变形与第二层焊接变形大小和趋势存在差异,而后焊部位的焊接变形也不同于先焊部位.通过常见的V形坡口和U形坡口焊接变形大小的比较,在坡口截面尺寸相同的情况下,得到U形坡口焊接角变形明显小于V形坡口的结论.     

P92钢焊缝金属高温低周疲劳行为分析

P92钢常用于锅炉高温、高压主蒸气管道等部件,其焊接接头性能的优劣直接关系到机组的安全可靠运行. 文中通过P92钢焊缝金属在630 ℃下的低周疲劳试验,研究了低周疲劳行为及其循环应力应变关系,采用塑性应变能密度对其低周疲劳进行了寿命预测,并根据断口形貌,分析了P92钢焊缝金属的断裂机理. 结果表明,P92钢焊缝金属表现出循环软化特征;其低周疲劳寿命与应变幅值满足Coffin-Manson关系;采用塑性应变能密度的方法可以很好地预测P92钢焊缝金属低周疲劳寿命. 二次裂纹密度的增加是其在高应变幅下寿命下降的主要原因.     

CRACK GROWTH RATE IN WELD METAL OF HOMEMADE OFFSHORE STRUCTURE STEEL 36Z

Investigation was carried out of the crack growth rate in weld metal and heat affected zone(HAZ)of offshore structural steels,homemade steel 36Z together with foreign steel A537 ofsimilar strength grade by comparison,in artificial sea water undergone fatigue with differentfrequencies.The crack growth rate in weld metal and HAZ of steel 36Z fatigued at low fre-queney may be 3—5 and 4—10 times as high as that at high frequency respectivley.The crackgrowth rate for steel 36Z may fairly match that of A537,The crack growth model and frac-ture of weld metal in corrosive medium were also discussed.     

Effects of Ni and Co on the Acl temperature of P92 steel weld metal

The effects of the addition of 0-1.2wt.％ Ni and 0-2wt.％ Co in P92 steel weld metal on its Acl temperature was analyzed using computational thermodynamic software ( Thermo-CalcTM ) in this paper.The res...     

CrMo耐热钢气体保护焊接接头焊缝金属的组织与性能

采用ф1.2 mm实芯焊丝对CrMo耐热钢进行了热输入量为8和18 kJ/cm的富氩气体保护焊试验,对焊板整体进行焊后热处理后,研究了焊缝金属的组织与性能。结果表明,随着热输入量从8 kJ/cm增加至18 kJ/cm,焊缝金属组织由板条贝氏体(LB)+粒状贝氏体(GB)转变为GB+少量多边形铁素体(PF);随着回火温度从620℃升高至660℃,焊缝金属中M-A组元逐渐分解,碳化物在基体上弥散析出;同时,焊缝金属韧性随热输入增加和回火温度降低而降低,硬度随热输入增加和回火温度升高而减小。