热处理对D36钢接头组织及腐蚀性能的影响

采用手工电弧焊对D36级结构用钢进行焊接,分析预热保温工艺对焊接接头微观组织、硬度的影响,并通过电化学测试评价不同工艺焊缝金属在模拟海水中的腐蚀行为。结果表明:D36钢焊接热影响区铁素体和无碳贝氏体针状平行分布,焊缝区为柱状铁素体和粒状珠光体;经预热保温的焊缝晶粒细化、组织均匀,整体硬度大于210HV1.0,冲击韧性提高,裂纹倾向降低;焊缝经100℃预热+150℃保温后,焊缝腐蚀电流密度最低,为2.4μA/cm2,腐蚀电位接近母材,电荷传递电阻达3683Ω,膜层稳定性最佳,是最优的热处理工艺。

硫酸盐还原菌的生长过程及其对D36钢海水腐蚀行为的影响

通过测定海水中硫酸盐还原菌(SRB)的生长曲线及其不同生长阶段的硫离子浓度、D36钢电极体系的氧化还原电位、自腐蚀电位、极化曲线和电化学阻抗谱,研究了硫酸盐还原菌对该体系钢电极腐蚀行为的影响。结果表明,海水中D36钢氧化还原电位和自腐蚀电位主要由体系中硫酸盐还原菌代谢产物硫离子的浓度所决定;体系的阳极和阴极反应速率均在硫酸盐还原菌增殖期增加,而且阳极反应速率衰亡期和残余期保持不变。

海洋平台用D36钢焊接构件振动时效后的组织与性能

海洋平台的焊接结构具有尺寸大、质量大、材料强度高的特点,其残余应力消除是一项十分重要但也十分困难的工作。振动时效技术可以用于海洋平台焊接结构的残余应力消除,但目前关于振动时效对海洋平台焊接结构、焊缝内部组织和疲劳性能等方面影响的研究还很少。本文选取了D36低合金高强钢的焊接构件作为研究对象,对比研究了在振动时效前后焊接构件的内应力、疲劳性能和微观组织的变化。试验结果表明,振动时效可以显著降低焊接构件的内部残余应力,同时并不会降低其疲劳性能,甚至能提高构件疲劳性能的稳定性。焊接构件的金相组织在振动前后不会发生变化,但在透射电镜下观察可以发现,构件内部的位错增多。这些研究成果为振动时效技术在海洋平台焊接结构的应用提供了新的理论基础。

D36海洋平台用钢Plasma-MIG复合电弧焊接工艺研究

D36海洋平台用钢是造船和海洋平台行业不可或缺的材料,本研究采用Plasma-MIG复合电弧焊接实现了厚25 mm的D36钢对接实验。实验表明:采用优化的12道规划路径的Plasma-MIG多层多道焊焊接工艺参数可以满足焊缝宏观形貌要求,焊缝成形美观,无气孔、夹杂、未熔合等缺陷。与传统MIG焊D36钢接头抗拉强度相比,Plasma-MIG复合焊工艺能够提高D36钢的焊接接头强度。Plasma-MIG复合电弧焊接厚25 mm的D36钢焊缝底部的冲击功为62.26 J,中部为103.27 J,顶部为124.68 J,均远大于海洋工程平台建造焊接规范标准的34 J。因此,焊缝具有较好的低温冲击韧性。

稀土对D36船板钢再结晶行为的影响

在实验室采用热模拟技术研究稀土对D36船板钢再结晶行为的影响,结果表明稀土成分对动态再结晶临界应变εD影响较明显,稀土量达100×10-6与稀土量达60×10-6的试样其临界应变均高于未加稀土的试样,且当变形温度达到910℃以下随着稀土量的增加不再发生再结晶,即加入稀土推迟了动态再结晶的发生,随着稀土加入量的增加推迟作用也越明显;双道次高温轧制时稀土对静态再结晶软化率的影响要比低温轧制明显,与未加稀土的试样相比,适量加入100×10-6稀土其变形抗力会有一定的提高,道次间隙时间内再结晶容易发生,而稀土含量少影响不显著.

不同热处理温度对D36钢焊接接头力学性能和金相组织的影响

为了制定合理的热处理方案,以适应海洋工程D36钢焊接施工要求,保证焊接质量,在母材、焊材、坡口形式、焊接位置、焊接方法及工艺等基本参数一致的条件下,对不同热处理温度下D36钢焊接接头的焊缝和热影响区的化学成分、力学性能和金相组织进行了分析和对比试验。结果表明,热处理温度的不同会导致焊缝区和热影响区的显微组织发生较为复杂的变化,进而使焊接接头的力学性能下降,为了保证焊接质量应该选择合适的热处理温度。经测定,780℃和890℃热处理条件下焊接接头的金相组织和力学性能都在规定范围,但780℃热处理后焊接接头的力学性能更为优异。

海洋石油平台用D36钢电化学腐蚀行为研究

D36钢是海洋石油平台用钢,处于复杂的海洋环境中,腐蚀问题极为严重,已严重地影响或制约着海洋石油的开发。本文以D36钢为研究对象,采用电化学工作站,研究D36钢在海洋介质中的电化学腐蚀行为,分析不同盐度、pH值、温度等对其腐蚀的影响规律。结果表明:在温度、盐度和pH值对D36钢腐蚀的影响中,温度和盐度因素最为重要。D36钢在其他因素不变的情况下,随温度和盐度增加,电荷传递电阻和膜层电阻明显降低,致使腐蚀速度明显增加。pH增加时,电荷传递电阻和膜层电阻降低程度较小,腐蚀速度幅度不大。

加载波形对D36钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响

对标准单边缺口三点弯曲试样分别施加三角波、正弦波、方波3种波形,得到了不同波形作用下的腐蚀疲劳裂纹扩展曲线,研究了在不同电位条件下加载波形对海水中D36钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率(da/d N)的影响。结果表明:无阴极保护时,三角波和正弦波作用下试样的疲劳裂纹扩展速率相当,并小于方波作用下的疲劳裂纹扩展速率,且方波的加速作用体现在低应力强度因子幅度时;在阴极保护条件下,这种现象更为明显;而在阳极极化条件下,方波对试件的疲劳裂纹扩展的加速作用减弱。

D36钢母材和焊缝疲劳裂纹扩展的规律

测定了D36钢母材和焊缝金属在不同工况下的疲劳裂纹扩展速率和阈值。通过线性回归,得出了扩展速率表达式。结果表明,焊缝金属的疲劳裂纹扩展速率比母材的低,其阈值也比母材大。在静载和最大载荷一定的情况下,随应力比增大,焊缝的扩展速率降低。

不同振动时效处理工艺对焊接构件残余应力的影响

振动时效技术是通过引起焊接构件的共振达到调整构件内部残余应力的新技术,具有适用性强、耗能低等特点,有着广泛的应用前景。本文通过测试采用不同振动时效处理工艺后海洋平台用D36钢焊接试件的焊后残余应力及角变形,对比分析了在焊接过程中不同阶段进行振动时效处理对焊接构件残余应力和角变形的影响。试验结果显示,采用"焊时振动"处理工艺时的角变形最小,而采用"层间振动"处理工艺可以获得最好的应力消除效果。为不同振动时效处理工艺应用于减小焊接构件残余应力和焊后变形提供了试验理论依据。

控轧控冷工艺对DH36级船体用结构钢低温韧性的影响

通过合理的化学成分设计,采用不同的控轧控冷工艺,对DH36船板钢在生产试制过程中产生的-40℃纵向冲击功波动较大的现象进行了研究。研究表明,降低II阶段的开轧温度,增大未再晶区的变形量(>60%),结合合理的控冷工艺,能有效提高DH36级船板钢的综合性能,尤其是钢的低温韧性。

ISO标准与AWS标准破坏性试验的对比分析

焊接工艺评定过程中需要根据不同的应用标准制定不同的破坏性试验方案,而不同的标准下制定的破坏性试验必定存在异同。以海洋钢结构中常用钢种D36-Z35为例,从破坏性试验方案的制定、试验数量的选择与试验方案的执行等方面比较了国际标准和美国钢结构标准下破坏性试验的异同,为以后更进一步的工作奠定了基础。

正火工艺对船板钢性能影响的初步研究

正火工艺通过细化晶粒,均匀组织,改善组织缺陷,提高钢板的综合力学性能。对D36船板钢的热轧态和正火态进行力学性能试验及组织观察,结果表明,采用适当的正火工艺可以显著改善D36船板的韧性,而强度下降不是很明显,可获得综合力学性能较好的钢板。

应力比对D36钢腐蚀疲劳裂纹扩展的影响

采用三点弯曲实验研究应力比R对处于不同环境下的D36钢稳定裂纹扩展区疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明,空气中应力比对pairs区的疲劳裂纹扩展速率影响不大,然而海水环境中,在中等△K值范围内,应力比对裂纹扩展速率影响较空气中明显,且其裂纹扩展速率随着应力比的增加而增大。这种现象产生的原因是氢脆作用随着应力比的增大显著增强。通过三电极体系在f=1 Hz,R=0.1条件下分别对试件施加-400,-600,-800,-1000和-1200 m V的电极电位。结果表明,强阴极极化(-1200 m V)和阳极极化(-400 m V)在一定△K范围内会加速裂纹扩展,综合得出该条件下腐蚀疲劳的阴极保护电位为-800 m V。而应力比为0.3和0.5时施加-800 m V的电极电位对材料的保护作用减弱。

厚规格D36高强度船用结构钢正火工艺的研究

对微合金化设计、控轧方法生产的100mm厚D36高强度船用结构钢采用合理的正火处理,试验成功地解决了特厚规格高强度船板钢组织、性能均匀性的问题。通过比较控轧态和正火试验后钢板的力学性能及金相组织,表明880～900℃+50min的正火工艺可以使D36高强度船用结构钢的强度达到船级社要求的同时,伸长率达到30%以上,-20℃和-40℃冲击都达到200J以上,从而获得综合性能良好的钢板。