SPV50Q高强钢焊接接头在湿H2S环境下的开裂敏感性研究

具有较高强度和良好韧性的SPV50Q钢常用于制造液化石油气(liquefied petroleum gas,LPG)球罐,球罐通过焊接制造后一般不经过焊后热处理,因此在焊接接头处将有焊接残余应力存在.服役经历和现场检测表明,较高H2S浓度和焊接残余应力将会导致材料产生环境失效如氢鼓泡(hydrogen blistering,HB)或氢致开裂(hydrogen-induced cracking,HIC)、硫化物应力腐蚀开裂(sulfide stress corrosion cracking,SSCC)以及应力诱导氢致开裂(stress-oriented hydrogen induced cracking,SOHIC).文中通过1×10-6s-1的慢应变速率拉伸试验,对手工电弧焊焊接的SPV50Q焊接接头在不同浓度H2S水溶液中的开裂敏感性以及开裂特征进行研究.试验结果表明,SSCC和HIC发生在靠近焊接接头热影响区的母材上,不同温度下的焊后热处理将降低材料的应力腐蚀开裂敏感性,实施正确焊后热处理可提高SPV50Q焊接接头抵抗SSCC或HIC能力,而不降低钢的力学性能尤其是韧性.     

不同材料硬化模型模拟13MnNiMoR钢超厚圆筒对接环焊接残余应力

通过不同温度(20～800℃)低周疲劳试验研究了13MnNiMoR钢在循环载荷下的塑性变形行为;对低周疲劳试验数据进行拟合,得到不同温度下的硬化模型材料常数,分别采用混合硬化模型、等向硬化模型和随动硬化模型对13MnNiMoR钢超厚圆筒对接环焊接残余应力进行模拟和对比,并与X射线衍射测试结果进行对比。结果表明:13MnNiMoR钢是一种循环软化材料;不同硬化模型得到的环向残余应力预测结果的差异大于轴向残余应力的,且得到的内壁面残余应力预测结果的差异大于外壁面残余应力的;等向硬化模型高估了焊接残余应力,随动硬化模型则低估了残余应力,采用混合硬化模型预测得到的焊接残余应力与X射线衍射测试结果最接近,能够更准确地预测超厚板多层多道焊的焊接残余应力。     

焊后热处理对BHW35钢焊接接头组织性能的影响

对采用E7015-D2焊条焊制的BHW35钢厚壁对接焊接接头分别采取不同冷却速度的焊后热处理制度,进行了弯曲、拉伸、冲击韧性等力学性能、金相组织及扫描电镜断口分析对比,指出采用正火＋回火空冷＋消应力退火热处理能使焊接接头组织及强韧性满足使用要求,而缓冷工艺使母材性能不能很好恢复,接头横向拉伸强度低于母材规定值的下限,冲击韧性低于空冷工艺,抗裂纹扩展能力下降。断口特征佐证了上述结果。     

焊后热处理对T122钢焊接接头组织及硬度的影响

通过模拟现场热处理工艺,研究了T122钢焊接接头在不同回火温度下的硬度及显微组织.结果表明:随回火温度提高,其焊缝硬度降低,740~760℃回火后焊缝硬度可满足使用要求,回火后焊接热影响区未出现明显的软化现象;原焊缝组织为马氏体和少量δ铁素体的混合组织,740~760℃回火可得到板条特征明显的回火马氏体;回火温度对母材的硬度和组织影响不大.     

马氏体型不锈钢（L80-13Cr）焊后热处理工艺研究

CO2腐蚀是石油天然气工业中常见的腐蚀类型,马氏体型不锈钢（L80-13Cr）因其具有良好的耐CO2腐蚀性,在筛管制造中被大量的使用。金属应力腐蚀断裂是由应力和腐蚀共同作用而导致的断裂。母材、焊缝和热影响区的硬度值在决定防腐合金材料抗应力腐蚀开裂（SCC）方面起着重要的作用。所以,     

焊后热处理对ASTM 4130钢焊接接头组织与性能的影响

通过金相观察、硬度和冲击试验,研究了不同保温时间的焊后热处理（PWHT）对ASTM 4130钢焊接接头显微组织、硬度、低温韧性的影响。结果表明,PWHT后,焊缝组织为铁素体、少量珠光体和碳化物,HAZ组织主要为回火索氏体、铁素体和贝氏体;造成熔合线附近硬度较高、韧性较低的原因是组织的粗化和上贝氏体的形成;随PWHT保温时间的延长,接头硬度降低,韧性改善。这主要是由于保温时间延长,使碳化物逐渐析出,其弥散强化效应和回火索氏体中合金元素固溶强化效应降低,同时,碳化物弥散度的降低也使得接头应力集中程度降低。     

焊后热处理对P91钢和TP347H钢焊接接头综合力学性能的影响

对P91钢和TP347H钢焊接接头在焊态和720,760,800℃和1050℃×2h空冷等焊后热处理工艺下进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度等常规力学性能试验和高温持久强度试验研究。研究结果表明,合适的热处理规范工艺可以提高P91＋TP347H异质焊接接头的拉伸及弯曲性能,对冲击性能及硬度也没有大的影响。经热处理后的焊接接头比未经热处理的试样具有更好的高温持久性能。得出了P91＋TP347H异种钢焊接的最佳工艺方案是采用TIG焊,并进行焊前预热和焊后进行760℃×2h空冷时效处理。     

焊后热处理对P92钢焊接接头显微组织和力学性能的影响研究

P92钢是在P91钢的基础上微调元素成分得到的美标马氏体耐热钢。该种金属材料在各类高压蒸汽管道中有广泛应用。相较P91钢,P92钢增加了钨元素和硼元素,同时在元素成分比例方面提升了钨元素和钼元素含量。通过元素比例的调整P92钢在耐高温以及耐腐蚀性上优于P91钢。在加工过程中,由于进行了元素比例调整,因此其高温蠕变断裂强度获得提升。以超超临界压发电机组主蒸汽管道为例,使用P92钢能够在保障强度、耐高温性、耐腐蚀性的基础上降低管道整体重量,在不改变基础结构设计的前提下有效提升整体应用效果。合金材料显微组织情况及其力学性能直接影响该材料在实践应用中的整体效果。P92钢在加工处理过程中,需要应用到焊后热处理技术,对该材料进行研究时应重点分析,经焊后热处理后P92钢在焊缝部位的纤维组织以及力学性能情况。     

焊后热处理温度对15CrMoR 钢对接接头性能的影响

采用属于P-No.4的15CrMoR钢作为研究对象,以国内外承压设备标准对P-No.4材料焊后热处理温度的不同要求为基础,研究了不同保温温度下(595,620,675,690℃)15CrMoR钢对接接头的拉伸性能、冲击性能、硬度及显微组织的变化。结果表明,随着保温温度的升高,15CrMoR钢对接接头强度逐渐降低,焊缝和热影响区的冲击韧性有一定的提高,焊接接头的硬度和热影响区最高硬度值均有一定下降。675℃和690℃的整体性能优于595℃和620℃。     

热处理对13MnNiMoNbR钢板性能的影响

为改善13MnNiMoNbR容器钢板的韧性，针对舞阳钢铁有限责任公司生产的13MnNiMoNbR钢板（δ＝115mm）复验冲击值低的问题，我们进行了热处理试验。试验结果表明3种热处理后都可使13MnNiMoNbR钢板的力学性能达到企业标准WYJ056－2000的要求。我们推荐使用930℃／2.5h正火＋630℃／6h回火的热处理。     

天然气长输管线应力腐蚀破裂的敏感环境条件

介绍了管线钢应力腐蚀破裂（SCC）的类型及特点，重点阐述了高pH SCC介质和近中性pH SCC介质的形成条件，并针对我国西气东输管道SCC研究提出了有关模拟环境试验条件的几点建议。     

螺栓(35CrMoA)在湿H2S环境中应力腐蚀试验研究

采用自行设计的一套装置再现了螺栓在湿H2S环境中的失效过程，通过成分、组织、宏微观断口形貌及断口分区成分分析，综合试验结果表明：35CrMoA在湿H2S环境中将会导致低应力脆断，在NACE标准溶液中，失效机理为阳极溶解和阴极氢脆的联合，以氢脆滞后断裂为主导。     

超高强度铝合金的应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂是超高强度铝合金应用中遇到的突出问题，介绍了应力腐蚀开裂的机理及其影响因素等，并对这一研究领域的未来进行了展望。     

管线钢应力腐蚀破裂的机理与寿命预测

阐述了管线钢在高pH和近中性pH环境中的应力腐蚀破裂（SCC）机理，高pH SCC为阳极溶解，而近中性pH环境较复杂，主要观点是阳极溶解和（或）氢致开裂。分析了SCC裂纹萌生和扩展过程。介绍了相关的SCC寿命预测方法，重点讨论了Weibull分布和Monte Carlo模拟。     

SPV490Q钢焊接接头在不同浓度硫化氢溶液中的应力腐蚀开裂行为

对SPV490Q钢焊接接头的楔形张开加载(WOL)预裂纹试样在不同浓度硫化氢溶液中进行了应力腐蚀试验,测定了焊缝的应力腐蚀临界应力强度因子KISCC和应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt。结果表明:随着H2S浓度的升高,SPV490Q钢焊缝的应力腐蚀临界应力强度因子KISCC下降,应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt增大,焊接接头的应力腐蚀抗力降低。     

错齿BTA钻头钻削13MnNiMoR的试验研究

通过错齿BTA钻头钻削加工13MnNiMoR试验,研究了深孔加工表面的宏微观形貌变化规律,分析了钻削参数对深孔表面粗糙度的影响和刀片磨损机理。结果表明,钻削参数对深孔表面质量影响较大,主要宏观缺陷包括沟槽和工件材料脱落,微观缺陷包括粘结物、切屑划痕和凹坑;深孔表面粗糙度随着进给量的增加而增大,随着转速的增加而降低;刀片后刀面主要磨损机理为粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损。     

氨制冷压力容器应力腐蚀开裂原因及其对策

通过对氨制冷压力容器应力腐蚀开裂进行调查、分析、试验和研究，提出切实可行的对策措施。得出结论：氨制冷压力容器应与非制冷用的氨容器区别对待，只要在介质、材料、结构设计和焊接工艺得到合理的控制，不采用焊后热处理亦能有效地解决氨制冷压力容器应力腐蚀开裂问题。实践证明了这些措施的合理性和有效性。     

温度对X70管线钢在碱性溶液中应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了温度对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响,并利用扫描电镜分析了不同温度下的拉伸断口形貌.结果表明:温度对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的SCC行为影响较大且很复杂;在低温下(20～30℃),X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的SCC敏感性较大,机理为阳极溶解与氢致开裂混合机理;在50℃以上的高温区,X70管线钢的SCC敏感性也较大,机理为腐蚀膜导致的断裂;在40℃附近,X70管线钢的应力腐蚀以溶解形式为主,SCC敏感性较低.     

高残余应力下2507双相不锈钢应力腐蚀开裂行为

应用宏观、无损、金相、α相测定、断口、能谱等试验方法,对高残余应力下2507双相不锈钢Cl-应力腐蚀裂纹特征、路径、成因等进行分析。结果表明,双相不锈钢构件只有在特定的条件下(较低的应力水平、较低的温度、含有Cl-的中性溶液中),其突出的抗Cl-应力腐蚀开裂性能才能充分显现。上述条件有一个被突破,特别是高应力下(如厚件大面积堆焊所产生的大范围、高峰值残余应力),即使像2507这样的超级双相不锈钢,其抗应力腐蚀开裂的能力也将严重降低。该项工作对双相不锈钢的应用和结构制造具有一定参考价值。     

影响管线钢应力腐蚀破裂的力学和材料因素

介绍了有关管线钢应力腐蚀破裂（SCC）的类型及特点，重点阐述了影响管线钢SCC的力学和材料因素。在力学方面，分析了管线的最大运行应力、压力波动R值（最小和最大压力的比值）、残余应力以及应变速率对SCC的重要影响。在材料方面，介绍了不同钢级管线钢的化学成分和显微组织，并对不同SCC形式下，材料的化学成分、显微组织对SCC行为的影响进行了讨论。