采油平台用钢防断设计研究

文中详细讨论了采用尼伯林克试验和落锤试验所测定的A131和A537钢的抗开裂性能及止裂性能,实验数据为采油平台防断设计提供必要的数据,从理论上分析了上述两种试验方法的应用前景。     

含表面裂纹非匹配焊接接头的断裂行为

测试了两种超高强度钢低匹配接头母材、焊缝和热影响区的表面裂纹断裂韧性,比较了母材与热影响区的断裂韧度概率分布.同时采用有限元方法分析了匹配因子和裂纹位置对裂纹尖端张开应力和应力三轴度的影响.结果表明,当裂纹位于热影响区时,由于软焊缝使其应力三轴度降低,其断裂韧性明显好于母材;而当裂纹位于焊缝一侧时,匹配因子越高,距熔合线越远,则应力三轴度越低,断裂韧性越好;当裂纹位于焊缝中心时,两种匹配的断裂韧度相当.从而解释了试验结果.     

铌含量对S31042耐热钢析出相及持久性能的影响

以高、中、低3种铌含量的S31042耐热钢作为试验钢,研究了铌含量对S31042钢中析出相及持久性能的影响。结果表明： S31042钢时效处理后,钢中主要含有M23C6相、Z相和MX相;当时效时间达到10 000 h时,钢中发现了σ相的存在。铌含量对S31042钢中析出相的种类和M23C6相的含量影响不大,对含铌相含量的影响显著,随着铌含量的升高,Z相+MX相含量明显增多。700 ℃持久寿命并未随铌含量的升高而单调增加,而在中限铌含量出现最大值,高铌钢中未固溶的粗大一次析出相是造成持久寿命降低的主要原因。     

水下焊条电弧焊扩散氢含量及焊缝组织特征分析

对影响水下焊条电弧焊扩散氢含量的主要因素和焊缝组织进行分析研究.结果表明,电弧周围的水对焊缝增氢的贡献并不大,仅仅使扩散氢含量增加0.4%,扩散氢来源的主体是药皮中的结晶水和防水层材料所携带的H元素,分别使扩散氢含量增加12.1%和21.8%,工件表面的铁锈也是焊缝增氢的一个不容忽视的因素,会使扩散氢含量上升达28.2%.焊缝组织为少量的侧板条铁素体和贝氏体,热影响区(HAZ)则含有大量马氏体组织.其焊接接头的最高硬度一般都超过0.4 GPa,硬度峰值出现在熔合线附近,在焊缝热影响区内会形成典型的焊道下裂纹缺陷.     

自保护药芯焊丝全位置焊接电弧稳定性分析与评价

采用高速摄像仪和汉诺威弧焊质量分析仪对三种市售X70管线用自保护药芯焊丝全位置焊接的熔滴过渡及电弧稳定性进行观察分析.结果表明,全位置焊接电弧稳定性为1号焊丝最好,3号居中,2号最差;电流变异系数比标准差更能准确地反映电弧稳定性;单凭平均短路时间不能作为判定电弧稳定性的依据,必须结合短路时间频次分布图才有意义;短路过渡时电弧电压概率密度分布为双驼峰形状,双驼峰处曲线的概率密度分布及整条曲线的收敛情况可作为评定电弧稳定性的重要参考依据.     

新型22Cr-15Ni奥氏体耐热钢高温低周疲劳行为

22Cr15Ni3.5CuNbN新型奥氏体耐热钢是为620 ~ 650 ℃的超(超)临界电站锅炉管道制造而研发的新型奥氏体耐热钢,其高温性能的优劣对机组的安全可靠运行具有重要意义. 文中通过22Cr15Ni3.5CuNbN钢在650 ℃下的低周疲劳试验,研究了其在不同应变幅条件下的应力?应变关系及疲劳寿命. 通过对断口形貌的分析研究了其断裂机理. 结果表明,22Cr15Ni3.5CuNbN钢在高温下表现出明显的循环硬化行为,且没有明显的应力饱和现象出现. 其硬化行为与材料内部位错密度的增加有关. 采用基于塑性应变能密度对其疲劳寿命进行了预测,取得了良好的预测效果. 疲劳断口可以分为3个区域:裂纹源区、裂纹扩展区以及瞬断区. 在较高的应变幅条件下,在断口处可观察到多个裂纹源. 多个裂纹源的形成和二次裂纹的产生是导致其疲劳寿命下降的重要原因.     

不同环境下X65管线钢摩擦塞焊搭接焊接头组织和力学性能分析

为了研究摩擦塞焊搭接接头的金相组织和力学性能,分别在空气中和水下对圆锥形搭接试样进行试验. 结果表明,在空气中焊接时,没有焊接缺陷的产生;在水下焊接时,低的焊接工艺参数导致接头产生未填充和未连接两种焊接缺陷. 接头中焊缝和热影响区组织为上贝氏体,母材为细小的铁素体和珠光体组织. 接头的硬度分布为母材最低,热影响区次之,焊缝最高,水下搭接接头的硬度一般高于空气中接头的硬度. 在空气中焊接时,只有塞孔底部的拉伸试样断裂在结合线处;而在水下焊接时,靠近塞孔底部的两个拉伸试样在结合线处发生断裂.     

低相变点焊条提高纵向焊接接头的疲劳性能

研制一种用于提高焊接接头疲劳强度的新型焊条———低相变点焊条 (LTTE) ,其熔敷金属的马氏体相变温度为 191℃ ,在焊态下 ,LTTE接头纵向焊趾部位获得 -2 5MPa的残余压缩应力。而普通焊条E5 0 15接头相同焊趾部位却为95MPa的残余拉伸应力。利用上述两种焊条分别焊接三种类型的纵向焊接接头 ,并进行疲劳试验。结果证明 ,在 2× 10 6循环次数下 ,LTTE焊接接头的疲劳强度分别比E5 0 15的提高 41%、47%和 5 9% ;在 162MPa的应力幅值下 ,LTTE焊接接头的疲劳寿命分别比E5 0 15的提高 9.9倍、9.6倍和 46.8倍。此外 ,低相变点焊条方法不需增加焊后处理工序 ,是一种有效提高纵向焊接接头疲劳性能的方法     

加载速率对焊接接头断裂行为的影响

在不同温度、不同加载速率下，对典型建筑结构用钢及其焊缝进行拉伸试验，测试其基本力学性能。采用能综合考虑加载速率及高加载速率下材料温度变化的R参量，确定本构关系。通过断裂力学试验，测试不同温度及加载速率下供试钢材及其焊接接头的断裂韧度值。随加载速率的增大，断裂韧度降低，但存在有较大的分散性。不同加载速率下裂纹尖端应力场数值分析结果表明，裂纹尖端最大主应力随加载速率的增大而升高。最后基于局部法，研究不同加载速率下母材及接头的断裂行为。局部断裂参量－－威布尔应力不受温度、加载速率的影响，可有效地描述材料的断裂行为。     

空心抽油杆摩擦焊接头断裂失效分析

文章对断裂失效构件20CrMo＋35CrMo为材质的空心抽油杆摩擦焊接头进行了分析。结果表明，该失效的摩擦焊接头，由于在焊接中采用了弱工艺规范致使热影响区宽度过度，尤其是20CrMo一侧的焊接热影响区中存在较宽的正火软化区，从而降低了接头强度，成为构件的薄弱环节，是该抽油杆断裂失效的主要原因。