海洋钢结构大尺寸焊接接头CTOD断裂韧性试验与分析

依据英国BS7448断裂韧性试验标准,研究了超大板厚碳钢焊接接头的低温断裂韧性(裂纹尖端张开位移(CTOD)) .针对厚为95 mm和60 mm的钢板分别开发了埋弧焊(SAW)和药芯保护焊(FCAW)2种焊接工艺,并研究了低温服役条件下(0℃)2种焊接工艺焊接接头各区(包括焊缝区和热影响区)的断裂韧性. 研究结果表明,所有试样均满足最小特征CTOD值0.15 mm的要求.本研究结果可为厚95 mm的D36钢板埋弧焊和厚60 mm的D36钢板药芯保护焊焊接接头免除焊后热处理提供依据.     

海洋石油平台焊接接头大型CTOD试验

依据英国BS7448断裂韧性试验标准，对焊接接头超大尺寸低温裂纹尖端张开位移（CTOD）试验测试技术进行了探讨，对采用焊条电弧焊与埋弧焊工艺施焊的、板厚为2．5in(63.5mm）的海洋石油平台焊接接头试样进行了CTOD试验，分别测试了－18℃两种工艺下焊缝金属和热影响区的CTOD断裂韧性，对试验结果及试验中的有关技术问题进行了分析讨论。试验表明，除两个热影响区（HAZ）试样外，其余试样均满足美国Phillips石油公司提出了最小CTOD为0．15mm的要求。试验结果为评价这种板厚焊接接头的焊后热处理规范提供了依据。     

X70海底管线低温断裂韧性试验研究

根据BS7448断裂韧性试验标准,对国内自主研发的X70海底管线钢管管体及焊接接头的低温(0℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)进行断裂韧性试验,并对其阻力曲线及断口形貌进行了研究分析.结果表明:0℃下管体的CTOD值大于焊接接头,且管体横向略大于管体纵向;熔合线+5 mm位置试样的CTOD值接近管体横向;焊缝、熔合线及熔合线+2mm位置试样的CTOD值相对较低,易产生突进或失稳现象,是断裂韧性最薄弱的部位.     

焊后热处理对DH36钢焊接接头断裂韧性的影响

文中对DH36钢埋弧焊焊接接头进行了焊后热处理,并根据BS7448标准对焊缝和热影响区进行裂纹尖端张开位移CTOD测试,研究焊后热处理对断裂韧性的影响.结果表明,焊后热处理对焊缝断裂韧性的影响并不一定是好的效果,热处理后,焊缝δ值有的升高有的降低;焊后热处理对热影响区粗晶区的断裂韧性有不利影响,热处理后,热影响区粗晶区的δ值均有所下降.经过焊后热处理,90 mm厚焊缝试样的δ值略有下降,60mm厚焊缝试样的δ值明显升高;90mm厚热影响区试样的δ值明显下降,60mm厚热影响区试样的δ值略有下降.     

钢箱梁焊接接头的断裂韧度评定

采用冲击试验评定钢箱梁焊接工艺存在局限性,指出用裂纹尖端张开位移(CTOD)试验评定钢箱梁焊接工艺的优越性.介绍了焊接工艺CTOD断裂韧度评定的方法.针对港深西部通道香港段后海湾大桥钢箱梁焊接建造,运用英国标准BS7448对两项拟用焊接工艺进行CTOD试验评定.结果表明,埋弧自动焊工艺焊接接头的CTOD断裂韧度较高,该工艺可以直接用于钢箱梁焊接施工;而焊条电弧焊工艺焊接接头的CTOD断裂韧度较低,经扫描电子显微镜断口分析和X射线分析,发现其原因是焊缝中心存在气泡、微裂纹、夹杂物和硫等有害元素.试验评定结果为港深西部通道香港段后海湾大桥钢箱梁焊接质量控制提供了依据.     

X65管线钢焊接接头CTOD断裂韧度

根据BS74 4 8断裂韧度试验标准 ,对X6 5管线钢焊接接头的低温 (0℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)进行了测试。取尺寸为B× 2B(B为试样厚度 )、缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验 ,然后由所得到的 0℃下母材、焊缝和热影响区 (HAZ)的P -V曲线来计算CTOD值 ,并对试验结果进行了讨论和总结。对显微组织的分析表明 ,共有3个HAZ试件不满足裂纹尖端不超过熔合线 0 .5mm且落在粗晶区内的要求。该结果恰好与P -V曲线和所得的CTOD值相一致 ,从而解决了试验值分散性大的问题 ,同时为ECA评估提供了重要依据 ,验证了BS74 4 8标准的合理性并体现了它的优越性。     

工程机械用800 MPa低合金高强度钢焊接接头断裂韧性评价

对调质状态800MPa低合金高强度钢及其焊接接头进行了系列温度的断裂韧性测试，讨论不同焊接方法对焊接接头断裂韧性的影响。发现板材的轧制方向对断裂韧性影响显著，LT方向试件的断裂韧性远超过TL方向试件的断裂韧性。在-60℃以上，母材处于上平台延性断裂范畴。在-80℃，裂纹扩展过程中有延脆断裂模式的转变。焊条电弧焊焊缝的断裂韧性与气体保护焊焊缝的断裂韧性相当。尽管常温下焊缝金属的断裂韧性甚至优于母材，但随着试验温度的降低，焊缝金属的断裂韧性迅速下降。在-20℃已发生断裂模式转变，这在结构服役时要引起重视。本研究为大型工程机械的断裂安全评定奠定了基础。     

工程机械用800MPa低合金高强度钢焊接接头断裂韧性评价

对调质状态800MPa低合金高强度钢及其焊接接头进行了系列温度的断裂韧性测试,讨论不同焊接方法对焊接接头断裂韧性的影响。发现板材的轧制方向对断裂韧性影响显著,LT方向试件的断裂韧性远超过TL方向试件的断裂韧性。在-60℃以上,母材处于上平台延性断裂范畴。在-80℃,裂纹扩展过程中有延脆断裂模式的转变。焊条电弧焊焊缝的断裂韧性与气体保护焊焊缝的断裂韧性相当。尽管常温下焊缝金属的断裂韧性甚至优于母材,但随着试验温度的降低,焊缝金属的断裂韧性迅速下降。在-20℃已发生断裂模式转变,这在结构服役时要引起重视。本研究为大型工程机械的断裂安全评定奠定了基础。     

建筑用960MPa高强度钢对接焊缝的低温断裂韧度研究

对960 MPa结构钢进行三点弯曲实验,以CTOD临界值作为断裂韧度指标,分析其随温度的变化规律,进而得到韧脆转变温度。结果表明,伴随温度的降低,对接焊缝过程中建筑用960 MPa高强度钢的裂纹扩展加快,韧性减弱,并出现解理断裂,低温脆断特征非常明显。     

海洋平台用钢D36超大厚度焊接接头CTOD试验

依据英国标准BS7448断裂韧度试验标准(ISO/TC164/SC4-N400)和DNV-OS-C401,采用埋弧焊和CO2气体保护焊工艺对国产钢板板厚为80 mm的海洋石油平台导管架对接接头试样进行了低温裂纹尖端张开位移(CTOD)试验.测试了零度下该工艺的焊缝和热影响区的CTOD断裂韧度,探讨了这种大厚板焊接接头在埋弧焊和CO2气体保护焊工艺下免除焊后热处理的可能性,为海洋平台施工建造提供科学依据.     

TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究

在TCS不锈钢前期焊接试验中发现其焊接接头热影响区的冲击吸收功值在熔合线附近较低,原因是接头热影响区晶粒粗大所致.为了解TCS不锈钢焊接接头发生脆性裂纹的温度,进行了TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究,试验结果得出了发生脆性裂纹的温度.从试验结果和使用情况得出相应的结论,为今后的进一步研究奠定了基础.     

Experimental study on fracture toughness of OS-F101 415F pipeline steel and its welded joint

The fracture toughness of OS-F101 415F pipeline steel and its welded joint had been systematically studied. The present results suggest that OS-F101 415F pipeline steel and its welded joint all have relatively high fracture toughness values at 0℃, which are higher than 0.30 mm. The main reason for such results is the over 80% acicular ferrite in their mwrostructure     

海底管线用钢低温断裂韧度的试验研究和数值模拟

根据BS7448断裂韧度试验标准,对X65管线钢焊接接头的低温(-15℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)进行了测试并对其进行了三维有限元数值模拟.试验取标准三点弯曲试样,然后根据试验得到的p-V曲线来计算CTOD值,并对试验结果进行了讨论和总结.尤其是对试验后试样的断面分析,验证了试验结果的有效性,从而解释了试验值分散性大的问题.通过有限元分析得到了计算的p-V曲线,该p-V曲线落在试验测得的p-V曲线区间内,说明有限元分析的正确性.因此,在没有其它方法可获得的情况下,能够用有限元数值模拟进行分析计算.     

母材熔合作用对EQ51海工钢焊缝组织及韧性的影响

文中采用示波冲击,EBSD,SEM研究了母材元素含量、坡口形式、焊接热输入对海洋工程用钢EQ51焊缝组织转变、低温冲击韧性及焊接接头软化程度的影响规律.结果表明,C,Mn元素含量对焊缝组织类型、取向趋势起关键作用,含量由0.1%,1.5%分别调整为0.06%,1.3%,可保证焊缝组织由板条贝氏体转化为针状铁素体,组织止裂能力显著提高,冲击吸收功大于100 J;适当提高焊接热输入一定程度上可降低淬硬元素对韧性的不利影响;Ni,Mo元素含量对焊缝组织、韧性影响不大,主要决定焊接接头软化程度,Ni,Mo元素总添加量由0.7%下降到0.4%,软化区宽度由1 mm提高到2 mm,焊接接头抗拉强度由789 MPa降低到650 MPa.     

热处理工艺对新型R5系泊链钢组织和断裂韧性的影响

采用裂纹尖端张开位移(CTOD)实验方法对研究了不同热处理工艺对新型R5系泊链钢断裂韧性的影响,使用偏光显微镜、光学显微镜和扫描电镜等对CTOD试样裂纹扩展区组织及断口形貌进行分析,并用高低温材料试验机测试了R5系泊链钢低温-20℃下的力学性能。结果表明,回火温度对R5系泊链钢CTOD断裂韧性有显著影响。在570~600℃范围内回火,组织保留马氏体位向,碳化物呈片状及长条状不均匀分布在原奥氏体晶界、马氏体板条界及板条内部,应力作用下容易导致局部应力集中,裂纹扩展速率大,CTOD特征值接近零。随回火温度升高,在600~690℃范围内回火,碳化物逐渐聚集、球化并在基体中弥散均匀分布,应力作用下不易引起局部应力集中,并且在裂纹扩展时可使裂纹扩展方向发生偏转,裂纹扩展路径延长,裂纹扩展受到抑制,CTOD特征值随回火温度升高不断增大。经950℃淬火+630~660℃区间回火,R5系泊链钢同时具有高强度和良好的CTOD断裂韧性。     

预应变下高强结构钢低温断裂性能

为了测试高强结构钢Q420力学性能和断裂韧度,对其原材料和塑性变形材料分别进行了不同温度下的拉伸试验和断裂韧性试验.结果表明,结构钢的断裂韧性随着温度的降低显著减小,使其倾向于脆性断裂;而预应变虽然提高了钢材的屈服强度与抗拉强度,但显著降低了钢材的塑性及断裂韧性,进一步增加了脆性断裂发生的可能性.同时利用有限元分析得出...     

10CrNi3MoV船体钢焊缝断裂韧度的试验研究

为了研究10CrNi3MoV高强度船体钢不同强度焊缝金属的断裂韧度,使用相关的不同强度焊条制作接头试样,进行了金属拉伸试验与裂纹尖端张开位移(CTOD)试验,并利用金相显微镜和扫描电镜对母材与焊缝金属以及相应的CTOD断口进行了微观分析.研究表明,随着焊缝金属强度的降低,其断裂韧度有明显的上升趋势.通过金相与断口分析,讨论了其内在的微观组织依据.对于10CrNi3MoV钢,适度的低强匹配有利于提升焊缝断裂韧度,比传统的等强或高强匹配获得更好的焊接接头安全性能.