应变强化奥氏体不锈钢低温深冷罐式集装箱的内容器设计

奥氏体不锈钢材料韧性好但其屈服强度低,运用应变强化技术可显著提高奥氏体不锈钢的屈服强度,提高许用应力,降低容器的设计壁厚,从而提高奥氏体不锈钢压力容器的承载能力,这一优点在低温深冷罐式集装箱上尤为显著,可达到节约材料实现轻型化这一安全与经济并重的制造理念。     

不同热处理制度对Q345R(HIC)焊接接头组织及性能的影响

结合制造厂实际制造工艺,试验研究了不同焊后热处理温度、正火温度对Q345R(HIC)对接焊接接头金相组织及力学性能的影响。试验发现,随着焊后热处理温度的升高,焊接接头硬度逐渐降低,热影响区晶粒度减小,690℃时焊接接头抗拉强度明显降低。随着正火温度的提高,焊接接头强度变差,接近强度要求值下限,低温冲击性能均良好。考虑正火+焊后热处理的焊接接头对焊接材料P、S质量分数的苛刻要求,选择匹配的国内焊材为AT-H08MnHIC/SJ613HIC,从试验数据看出,焊接接头-30℃冲击功均在200J左右,满足要求,强度值接近要求值下限。     

S31803双相不锈钢对接接头焊接工艺参数研究

研究了S31803双相不锈钢采用手工电弧焊在不同焊接工艺参数下对接接头的力学性能和金相组织。结果表明:用手工电弧焊焊接S31803双相不锈钢的焊接工艺参数控制在一定范围内,其对接接头的力学性能和金相组织满足要求。     

Q295B/S32205复合管焊接工艺及焊接接头力学性能

为了获得Q295B/S32205双相不锈钢复合管性能良好的焊接接头,对Q295B/S32205双相不锈钢复合板进行了多次焊接试验,确定了焊接工艺。焊接方式为单面焊双面成型,焊接方法及顺序为:PAW+SAW焊接碳钢基层; TIG焊接过渡层; TIG焊接不锈钢覆层。并对焊接接头的各项性能进行了检测。检测结果表明:焊缝的抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功(母材、焊缝、热影响区)、覆层耐腐蚀性等各项性能良好,满足相关标准要求。说明确定的焊接工艺合理,可用于实际生产。     

TC4钛合金不同焊接方法焊接性及接头性能分析

为了研究TC4钛合金在不同焊接方法条件下的焊接性及接头性能,对TC4钛合金分别进行了氩弧焊、冷焊、激光焊、电子束焊以及电阻点焊试验,并对接头的强度、硬度、塑性、韧性、金相组织等进行了对比分析。试验结果显示,采用TA18焊丝,氩弧焊接头强度平均值为982.5 MPa,伸长率为7.5%,强度和塑性匹配良好;冷焊接头强度平均值974.5 MPa,焊缝区硬度低于热影响区,热影响区宽度0.7~1.0 mm,焊接变形改善明显;激光焊接头强度平均值956.5 MPa,伸长率达母材水平;电子束焊接头强度高于母材,塑性低于母材,热处理后接头强度升高,焊缝区存在金相组织的梯度分布;电阻点焊接头的熔核直径和抗剪力随焊接参数增大逐渐增大。研究表明,TC4 钛合金具有良好的焊接性,在弧焊、束焊和电阻焊工艺下,焊接性良好,焊接接头金相组织合理,强度、塑性等 力学性能指标匹配良好。     

低温环境下钻柱材料力学特性试验及强度设计

低温条件下的钻柱强度校核与设计研究,对解决极地等低温环境下钻柱的技术问题具有重要意义。在低温和常温条件下,进行了G105钻杆和S135钻杆的力学特性试验,获取了2种材料的抗拉强度、屈服强度及冲击性能等参数随温度的变化规律,在此基础上,提出了低温环境下钻柱的强度设计方法。试验发现,随着温度降低,G105钻杆和S135钻杆的抗拉强度和屈服强度均升高,断面收缩率基本不变。在低温环境下,为保证钻柱的服役安全,钻柱的强度设计方法应由常温下应力控制转换为应力与应变共同控制。低温服役环境下进行钻柱强度设计时,钻柱材料的屈服强度应依照宽温区的材料强度特性取值。该研究结果对确保低温环境下钻柱的工程设计及服役安全具有指导意义。      

不锈钢复合材料焊接工艺探讨

通过焊接试验,对不锈钢复合材料复层焊接后采用基层焊材填充盖面的焊接工艺形成的焊接接头(简称C类接头)进行力学性能和金相分析,探讨了不锈钢复合材料C类接头焊接工艺的可行性。经过理论分析,认为不锈钢复合材料C类接头焊接工艺在实验室条件下是可用的,如需在工程中应用,可限定一些使用条件,如焊接参数、不锈钢复合材料基层的厚度等。     

超薄复合层20／0Cr18Ni9复合管焊接工艺研究

研究了超薄不锈钢内衬复合管的焊接工艺和焊接接头的抗腐蚀性能。采用背部充氩保护的钨极氩弧焊(TIG)和超低碳奥氏体不锈钢焊丝TGS-309L焊接20／0Cr18Ni9复合管的第1层焊缝,焊后采用光学金相、扫描电子显微镜、能谱和电化学分析等方法对焊接接头的化学成分、金相组织以及抗腐蚀性能进行了研究。结果表明:焊缝成型良好,焊接接头能满足复合管使用过程中的强度和抗腐蚀性能要求,所确定的焊接工艺可行,具有很强的工程实用性。     

低温储罐板材焊接1次合格率低的解决措施

在某3×104 m3低温乙烷储罐现场安装过程中,出现S30408板材焊接1次合格率较低的问题,通过射线底片缺陷原因统计分析、焊接材料及焊接工艺原因分析,发现是焊缝层间清理不彻底、焊接工艺纪律不严格等原因造成1次合格率低.最终经过改进焊缝坡口形式、改进焊接工艺、加强焊接工艺纪律等措施,使低温储罐S30408板材焊接1次合格率达到97％以上.     

不锈钢拉伸变形量与马氏体转变的关系

在室温条件下对S30408和S30403两种牌号的奥氏体不锈钢试样进行拉伸试验并测定马氏体相变量。结果表明,随着拉伸变形量的增加,均诱发产生了形变马氏体,且形变诱发产生的马氏体质量分数随着变形量的增加迅速增加,并在拉断前逐渐趋于饱和。不锈钢中常见的合金元素均使马氏体转变开始温度(Ms)点降低,以碳的影响最为明显。马氏体的形成使形变强化指数不断提高,从而抑制裂纹的形成和扩展,使不锈钢在未发生明显裂纹或缩颈现象的情况下突然断裂。     

制管用Q345B带钢性能分析

金属材料经过冷加工变形通常使拉伸性能和冲击韧性提高,硬度上升,塑性下降,而焊管在常温下由带钢卷制加工而成,其管体材料比同一炉号同一位置带钢材料的抗拉强度下降50～80 MPa,屈服强度下降约100 MPa,冲击韧性下降60～70 J,塑性提高10%,硬度下降HRB2～ 4。通过金相分析和冷变形状态下金属变形机理分析,带钢微观组织级别一般在3级以上,由带钢加工成钢管,变形量（大约为1%～3%）一般都低于临界变形量,成型后金相带状组织中铁素体变宽,条状珠光体略成断续状,在成型应力作用下,焊管只产生少量位错与位错滑移,不必通过晶粒整体移动,导致管体材料整体变形后强度有明显降低。     

预变形及应变时效对X100管线钢管性能的影响

通过对X100管线钢管在不同预变形量和时效温度下所做的拉伸试验和冲击韧性试验结果的分析,研究了预变形和时效温度对X100管线钢管性能的影响。试验结果表明,预变形明显提高了X100管线钢管的屈服强度、抗拉强度和屈强比,使材料的塑性和冲击韧性明显降低;应变时效对钢管纵向性能影响较为明显,纵向屈服强度、抗拉强度明显升高,而横向屈服强度、抗拉强度变化较小。     

天然气集输系统用LC65-2205双相不锈钢焊管工艺及性能

针对阿曼Khazzan气田项目集输管线建设用LC65-2205双相不锈钢焊管的生产,依据项目采购标准对LC65-2205双相不锈钢焊管进行了拉伸性能、冲击韧性、显微硬度及抗点蚀性能等的研究分析,并通过定量金相技术测定了母材、焊缝和热影响区（HAZ）三个位置区域的铁素体含量。结果显示,开发的LC65-2205双相不锈钢焊管管体母材、焊缝及热影响区110 ℃高温拉伸性能、-56 ℃低温冲击韧性、显微硬度值分布、抗点腐蚀性能、铁素体含量及尺寸精度均满足且优于技术标准要求,可用于含H2S、CO2、Cl-等强腐蚀性介质的油气输送。     

高韧性钢Q345LCLA焊接工艺研究

为匹配室温冲击吸收功高达237 J的低碳低合金高韧性钢Q345LCLA,选择国产焊接材料H10Mn2/SJ101和进口焊接材料Primerweld Ni1K/JF-B分别进行焊接工艺评定。对2种焊接接头进行室温拉伸和侧弯试验,并对焊缝及热影响区在室温,0 ℃,-20 ℃和-40 ℃温度条件下进行冲击试验,同时进行硬度检测及金相组织分析。结果表明,2种焊接材料均具有良好的焊接性,强度、塑性均达到AWSD1.1—2010标准要求,且具有较好的低温及常温冲击韧性,相对而言,Primerweld Ni1K/JF-B的冲击吸收功稍高;2种焊接材料金相组织比较接近,未出现晶粒粗大的魏氏组织及脆硬的马氏体组织,具有良好的金相组织。     

16Cr奥氏体不锈钢高频焊接参数对焊缝组织性能的影响

为了分析16Cr不锈钢高频焊接参数对焊缝组织性能的影响,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和拉伸、弯曲试验,分析了不同高频焊接参数下1Cr17Mn6Ni5N不锈钢(以下简称16Cr不锈钢)焊缝组织与性能的变化情况。结果表明:16Cr奥氏体不锈钢高频焊随着焊接速度的增加,焊缝成形性能变好;焊缝中δ铁素体的含量随焊接热输入的增加先增后减,同时伴随σ脆性相析出;对于壁厚3.4 mm的16Cr奥氏体不锈钢,当焊接速度为10 m/min、焊接热输入为2.9 k J/cm、并配以适当的挤压力和开口角时,焊缝成形及焊接接头硬度匹配良好,且焊缝抗拉强度接近母材抗拉强度,焊缝显微组织以奥氏体+δ铁素体为主,但由于焊缝存在大量氧化物夹杂,焊接接头韧性较差。     

X80级管线钢热加工敏感性研究

采用热模拟技术研究了不同化学成分的X80级管线钢对热加工的敏感性,以及不同加热温度对X80级管线钢的性能及金相组织的影响。试验结果表明,不同化学成分的X80级管线钢对热加工的敏感性不同。经过加热后,X80级管线钢的强度均有下降,特别是屈服强度值下降幅度较大;当加热温度为900-1 000℃时,屈服强度较低,但随着加热温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐步增大;当加热温度达1 050℃以上时,强度值较高。随着加热温度的上升,材料金相组织的晶粒尺寸均呈增大的趋势,但增大幅度不同;当加热温度在1 000-1 050℃时,X80级管线钢的冲击韧性良好。综合组织特征的变化与材料的力学性能结果,当材料的淬火系数Di在1.1-1.3时,X80级管线钢对加热温度的敏感性较小;加热温度在1 000-1 050℃时,X80级管线钢的金相组织与力学性能较好。     

X70M管线钢管高温拉伸性能研究

为了探究管线钢管在高温条件下的强度及塑性,采用X70M管线钢管进行了室温（20 ℃）与高温（300～600 °C）条件下的拉伸试验,用Boltzmann函数对强度折减系数进行了S曲线拟合。试验结果表明:随着温度的升高,X70M管线钢的屈服强度、抗拉强度均呈下降趋势,屈服强度先于抗拉强度出现下降;断后伸长率随着温度升高无明显变化,但当温度升高至600 ℃时明显升高;均匀伸长率随着温度的升高呈下降趋势,应力-应变曲线由圆屋顶型变为更加陡峭的形状,形变强化和抵抗变形的能力随着温度的升高而下降。     

螺旋埋弧焊管制管前后力学性能变化及其影响因素

研究了Q235B～API X80钢级、壁厚6.3 ～18.4 mm热轧卷板的化学成分、组织及性能以及Φ355.6 mm～Φ1 219 mm的螺旋埋弧焊管制管前后力学性能变化的一般规律,分析了螺旋焊管制造过程及试样展平过程产生的包申格效应对钢管拉伸性能及韧性的影响。研究发现,包申格效应与钢级（或者强度水平）相关性最强,X52～X65钢的包申格效应最为明显,而X52以下及X70以上钢级的包申格效应则不太明显;对于抗拉强度,所试验钢级制管前后基本一致。材料的成分及显微组织是影响包申格效应的主要因素,静水压试验工序也会使螺旋埋弧焊管的屈服强度相比焊接后钢管显著提高,制管后夏比冲击性能变化无明显规律。     

热处理工艺对X80钢级Φ1 422 mm厚壁弯管组织及性能的影响

为了选择合理的热处理工艺使弯管的强度、冲击韧性以及表面硬度等指标达到良好的匹配,采用热模拟方法,通过拉伸、冲击、金相等试验,确定了X80钢级Φ1 422 mm大直径、厚壁弯管的热处理工艺。试验结果显示,随着淬火温度的升高,母材强度及表面硬度均明显升高,而冲击韧性显著降低;随着回火温度的升高,弯管屈服强度有所升高,抗拉强度有降低的趋势,而冲击韧性显示出先升高后降低的趋势。试验结果表明,当淬火温度为960 ℃,回火温度为560 ℃时,母材强度、表面硬度以及冲击韧性达到了良好的匹配,有利于获得稳定的组织。     

烧结焊剂对低碳低合金高强钢焊缝成分组织性能的影响

采用一种焊丝与不同焊剂相互匹配的焊接工艺方法，对平板焊接接头进行了低温夏比门冲击试验，化学成分分析，金相组织分析，冲击断口的ＳＥＭ分析。试验说明烧结焊剂应用于低碳低合金高强钢高速焊接，可以提高焊缝金属的低温韧性，其基理在于烧结焊剂使焊丝、焊剂中的Ｍｎ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｖ，Ｔｉ等元素向焊缝组织得到不同的过渡，使焊缝组织先共析铁素体量减少，细小针状铁素体量增加，细化了焊缝金属组织，从而提高了焊缝的金属的低