大热输入焊接高性能海上风力发电用钢的研发及力学性能

为研发出可大热输入焊接的高性能海上风力发电用钢,基于超快冷热机械控制工艺(TMCP),采用低碳含量、低碳当量、微合金化的设计原则对钢的成分及生产工艺进行确定,并对试制的EH36钢的力学性能进行了检验及分析.结果表明:研发的新一代高性能海上风力发电用钢中含有碳、硅、锰、磷、硫及适量的铌、钒、钛等合金元素.该钢韧脆转变温度...     

我国高品质船舶、海洋工程用钢研究进展

在介绍船舶、海洋工程用钢基本性能要求的基础上,重点介绍了具有代表性的原油船货油舱用耐蚀钢及大热输入量焊接用钢的材料特征、技术难点及研究进展。在比较国内外船舶和海洋工程用钢开发差距的基础上,提出了我国发展这两种钢的对策。     

石油储罐钢焊接热影响区模拟研究

采用焊接热模拟技术,研究不同焊接热输入条件下焊接热循环对石油储罐钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的组织和性能的影响.结果表明:实验钢在80～100kJ/cm的大热输入下,热影响区仍能够保持良好的低温韧性;随着焊接热输入的增加,实验钢CGHAZ组织变粗大,低温冲击功下降;钢中弥散分布着大量细小TiN粒子,在焊接热循环中...     

热输入对E40钢双丝埋弧焊焊缝组织及性能的影响

为研究最新研制的大热输入焊接所用低合金高强实心焊丝G55,对大热输入用钢E40进行热输入分别为60、122、158 kJ/cm的双丝埋弧焊焊接.经过拉伸、冲击试验及光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析,对焊接接头焊缝组织性能进行研究,并对接头强韧性进行分析.结果表明:不同热输入焊缝组织均以针状铁素体组织为主;随着热输入的增加,焊缝冲击韧性增加,这是因为焊接热输入增加时,柱状晶比例减小、宽度增加,针状铁素体含量增加;焊缝中含氧量减少,夹杂物数量减少;焊接道次减少导致块状铁素体含量减少等三方面因素.随着热输入的增加,焊缝金属强度提高,主要是因焊缝针状铁素体组织含量增加.     

日本两公司开发的大热输入焊接用高强度钢

为了提高船舶及建筑结构等的焊接效率,必须采用大热输入焊接等措施。介绍了日本各钢铁公司研究开发的多种新技术,包括利用TiN对热影响区晶粒长大进行有效控制,依靠铁素体形核核心手段实现晶粒细化,并利用控制热影响区微观组织以及采用TMCP控制轧制技术等。在综合利用这些技术的基础上,开发成功了各种适合于大热输入焊接的高强度钢,以确保大热输入条件下热影响区具有高的韧性,用于造船、建筑结构、桥梁等的建造。      

一种铜沉淀强化铁素体钢焊接热影响区性能研究

通过Gleeble热模拟试验,研究了一种低碳铜沉淀纳米相强化铁素体钢焊接热影响区组织及性能,测试了试验钢粗晶区焊接CCT曲线。结果表明,试验钢焊接粗晶区组织主要为贝氏体,其它区域均为铁素体;铜沉淀纳米强化相随热循环不同而发生不同演变,从而引起热影响区性能变化。试验钢粗晶区冲击功及硬度与基体相当,细晶区、临界区及亚临界区冲击功均高于基体,有一定软化现象。在试验t8/5范围内,试验钢粗晶区对焊接热输入较为敏感,随t8/5的增加,组织粗化,并产生较多的粒状贝氏体组织,冲击功降低明显。     

一种低合金高强度船体钢模拟粗晶区组织及相变研究

通过对一种低合金高强度船体钢热模拟试验,研究了不同的焊接热循环对其组织及相变的影响,综合相转变分析、金相组织观察及显微硬度测试,建立了试验钢的焊接CCT曲线。结果表明,在常规焊接热输入条件下,试验钢焊接热影响区粗晶区组织主要为马氏体和贝氏体,试验钢对焊接热输入不敏感。随焊接热输入的增大,试验钢相变温度、热影响区组织及硬度不发生明显的变化。     

地震动方向对海上风力发电机动力响应的影响

叶轮-塔架耦合及气动阻尼作用使得海上风力发电机前后向、侧向动力特性存在差别。针对NREL 5 MW单桩式海上风力发电机,通过理论分析,探讨海上风力发电机前后向与侧向振型、阻尼特性的差异;然后,针对停机和运行两种工作状态,采用气动-伺服-水动-弹性完全耦合方法,分析输入地震动方向影响海上风力发电机结构动力响应的规律,探讨最不利方向;最后,还分析了平均风速对最不利输入地震动方向的影响。结果表明:输入地震动方向可能显著影响海上风力发电机支撑结构泥面弯矩和塔顶位移幅值;对于运行状态,强震作用下,侧向为最不利输入地震动方向,弱震作用下,前后向为最不利输入地震动方向。     

风力发电机底架的焊接

通过对Q345E钢进行焊接工艺评定试验，确定了焊接发电机底架的焊接材料，并应用于风力发电机底架焊接，取得了良好的效果。     

热输入对高强度气体保护焊丝焊缝金属强韧性的影响

采用拉伸、冲击试验和显微组织观察,研究了热输入在10~27 kJ/cm时对超低碳气体保护焊丝焊缝金属强度、韧性及显微组织的影响。结果表明,随着焊接热输入的增加,焊缝金属的强度和韧性呈下降趋势,其原因在于,随热输入的提高,合金元素烧损增多,焊缝冷却时间延长,焊缝金属高温再热区中强度较低、韧性较差的铁素体含量增加。     

Mathematical model of critical implant stress testing in the weld metal of API 5L X80 steel

In this paper the influence of heat input and preheat temperature on the critical implant stress was analyzed for the weld metal of API 5L X80. High strength steel marked as API 5L X80 is produced with a thermo – mechanical controlled process (TMCP), its chemical composition shows low carbon content due to which the steel has good weldability, but in the weld metal zone cold cracking can occure. The goal of this paper is to define optimal work conditions in form of flux cored arc welding (FCAW) welding parameters at which no cold cracks can be found. The experiment was conducted using central composite design (CCD) and design of experiments (DoE) with two independent variables (preheat temperature and heat input). Mathematical models were developed for all three different wire types that were used (two rutile, one basic flux cored wire). The samples in this paper which had cold cracks were further analyzed on the scanning electron microscope (SEM).     

低成本船用EH36高强钢板的研制及其性能

不添加价格昂贵的铌、钒元素,仅在C-Mn钢成分体系上添加钛元素细化晶粒,采用热机械控制工艺研制出低成本的船用EH36高强钢板,并对其力学性能、显微组织等进行了分析.结果表明:该船用EH36高强钢板成本较原来低,其性能满足标准要求,且强度和韧性均有较大的富余量;经人工应变时效后,其低温冲击韧性仍较好;经两种热输入焊接后,...     

基于S35140钢的超低碳成分设计和力学性能研究

S35140钢是一种基于25Ni-20Cr的奥氏体耐热钢,为了获得高强度,通常会提高碳含量,但碳含量较高不利于高温时效稳定性和长期耐腐蚀性能.本文在S35140钢的基础上,大幅度降低碳含量,并通过调控N和Nb等微合金元素含量,以及加入Ti元素,促使析出新的强化相,弥补减少碳含量所导致的强度降低.同时引入一定量的Al元素...     

10CrNi3MoV(L)低合金高强钢自动埋弧焊焊接性能研究

采用等强匹配的 1 0MnNi2MoTi合金焊丝和 70 5 ch熔炼焊剂 ,通过改变焊接线能量及道间温度对不同碳含量连铸 1 0CrNi3MoV低合金高强钢板焊接性进行了研究。结果表明 ,连铸 1 0CrNi3MoV钢板具有较好的接头力学性能和焊接工艺适应性 ,但在较大线能量条件下 (～ 4 0kJ cm) ,接头韧性降低。为保证连铸1 0CrNi3MoV钢接头韧性水平 ,在限制自动埋弧焊线能量的同时 ,还应提高钢板韧性 ,控制钢板碳含量     

Development of heavy steel plate for Mayflower Resolution,special purpose vessel for erection of offshore wind towers

Abstract

Special problems necessitate special solutions! Installation vessels for the erection of offshore wind towers are subject to extremely demanding design and structural specifications. Such projects are made possible only by the use of high strength, fine grained structural steels possessing good toughness properties even at extremely low temperatures; in addition, such steels must also offer good workability. Such steel plate material exhibits mechanical properties greatly superior to those possessed by conventional shipbuilding plate. This article focuses on the material for such an installation vessel and the underlying steel development work performed at AG der Dillinger Hüttenwerke.     

ZG 1Mn19Ni3Al 铸焊结构低温性能研究

通过化学成分设计和金相组织设计，开发了一种适用于与１６Ｍｎ钢组成铸焊结构的新铸钢ＺＧ１Ｍｎ１９Ｎｉ３Ａｌ。研究了这两种材料组成的焊板在常温、低温（－１９６℃）下的力学性能和冲击断口形貌。试验结果表明，夹杂物和焊接线能量对其低温冲击韧性有着显著的影响。具有γ＋ε双相组织的ＺＧ１Ｍｎ１９Ｎｉ３Ａｌ钢用于低温（－１９６℃）铸焊结构中时要注意钢水精炼和采用适当的焊接线能量     

大线能量焊接条件下低合金高强度钢针状铁素体形核影响因素及形核机理研究

综述了大线能量焊接条件下低合金高强度钢中针状铁素体形成的研究进展,概述了针状铁素体显微组织结构特点及其在低合金高强度钢中的主要性能,具体讨论了针状铁素体具有良好强韧性和抗断裂性等力学性能的原因,重点分析了大线能量焊接条件下影响焊接热影响区中针状铁素体形核长大的因素,包括合金元素及夹杂物的种类和尺寸,得出针状铁素体的形核机理是多种机理联合作用的结果。     

The influence of cryogenic rolling on a transformation-induced plasticity steel

ABSTRACT

Here, a novel cryogenic rolling plus intercritical annealing process was applied to a transformation-induced plasticity (TRIP) steel with a low chemical composition of carbon and manganese. Compared with traditional cold rolling, obvious grain refinement was observed, due to a high amount of dislocations retained. In addition, austenite volume fraction was increased, because of a unique nucleation mechanism. Subjected to cryogenic rolling, strength and ductility were increased, due to the enhanced austenite stability, which provided continuous and active TRIP effect. Consequently, tensile strength was increased to 1030?MPa, and elongation was increased to 38.2%. Thus, a great mechanical combination was obtained in a steel with a relatively low chemical composition with carbon and manganese, only by cryogenic rolling process.     

轧制工艺对低碳中锰钢微观组织和力学行为的影响

目的 研究热轧和温轧两种轧制工艺对低碳中锰钢的微观组织演变和力学性能的影响规律,阐明两种轧制工艺对马氏体转变和应变硬化行为的影响.方法 通过对热轧和温轧两种轧制工艺得到的实验钢进行拉伸性能测试,分析温轧后实验钢强塑性同步提升的现象,通过EBSD数据分析,测量热轧和温轧实验钢中马氏体的转变量,并对两种轧制工艺拉伸后实验钢的断裂行为进行讨论.结果 高温区轧制后,得到稳定性较差的粗大奥氏体组织,虽然其马氏体转变量较高,但是其伸长率和抗拉强度较低(抗拉强度为757.9 MPa,伸长率为13.1％);两相区温度进行中高温轧制后,可以得到多尺度、稳定性适中的奥氏体组织,显著提高材料的伸长率和抗拉强度(其抗拉强度为1313.2 MPa,伸长率为35.8％),获得较优的综合力学性能.结论 通过合金成分优化设计,采用两相区轧制工艺,调整奥氏体稳定性,可以简化制备流程并获得高强塑性中锰钢.     

双液金属复合耐磨板厚度对复合层组织和性能的影响

利用双液铸造液膜连接工艺制备大平面的低碳钢/高铬铸铁耐磨板。采用SEM,EDS对复合层进行组织观察及成分分析。结果表明:不同厚度的复合板从低碳钢侧至高铬铸铁侧可以分为低碳钢→珠光体过渡层→复合层→高铬铸铁过渡层,双金属复合层完全实现了冶金结合。通过对复合层区域进行显微硬度分析,从低碳钢至高铬铸铁侧的显微硬度在345~1260HV范围梯度分布。复合层的显微组织主要为γ-Fe+粒状碳化物。高铬铸铁过渡层奥氏体组织呈现垂直复合层方向的树枝状生长,并随着耐磨板厚度的增加,奥氏体生长的方向性逐渐消失。根据低碳钢的温度变化初步建立了相关的温度场数学模型。