奥氏体化温度及时间对EQ70钢晶粒尺寸的影响

用光学显微镜、Image J图像分析软件,研究了奥氏体化温度以及保温时间对EQ70海洋平台用钢原奥氏体晶粒尺寸及其分布的影响。结果表明,随着奥氏体化温度的升高,奥氏体晶粒尺寸变大,EQ70钢的晶粒粗化温度为950℃,1000℃出现混晶现象。850℃奥氏体化时,随着奥氏体化保温时间的增加,EQ70钢的晶粒尺寸变大。但是随着保温时间的进一步增加,奥氏体晶粒尺寸增加量减少。

海洋平台用EQ70钢的连续冷却转变

采用DIL 805A热膨胀仪测定了EQ70海洋平台用钢在不同冷速下连续冷却转变的膨胀曲线,结合组织观察和微观硬度测定,获得了该钢的连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5℃/s以下,实验用钢的组织为粒状贝氏体,冷速在0.5℃/s到2℃/s之间组织主要为粒状贝氏体和板条贝氏体,冷速为2℃/时,开始有马氏体生成,冷速在5℃/s以上,组织全部转变为马氏体。

热处理工艺对EQ70级高强度海洋平台用钢的组织及性能的影响

根据钢的热处理工艺经验公式设计出EQ70级高强度海洋平台用钢的正交热处理试验方案,研究了不同淬火温度和不同回火温度与组织及性能的关系,得到强度、低温冲击韧性、Z向抗撕裂性的良好匹配,以满足高强度海洋平台用钢的使用要求。研究结果表明:淬火温度在930℃,回火温度在640℃时,强度、低温冲击韧性以及Z向抗撕裂性能达到了最佳匹配。

EQ70钢CTOD断裂韧度评估及允许值确定

采用传统方法评定EQ70钢断裂韧度CTOD值是否优良时,通常将基于英国BS7448规范测试的CTOD断裂韧度最小值与CTOD允许值δmin进行比较,当EQ70钢CTOD断裂韧度最小值大于CTOD允许值δmin时,则EQ70钢的CTOD断裂韧度优良,此方法局限于能够查阅到EQ70钢的CTOD允许值δmin,但国内外规范中很少对CTOD允许值δmin做明确规定。基于英国BS7910《金属结构缺陷可接受性评定方法指南》的失效评定曲线对EQ70钢的断裂韧度CTOD合格性进行评定,能够克服传统方法的不足。同时依据BS7910规范还可以推导出EQ70钢CTOD允许值δmin,比传统的工程方法 "母材参考法"和"类比法"具有优越性。

EQ70钢激光电弧复合焊焊接热循环及其对热影响区组织演变的影响

采用Visul Environment软件建立了EQ70钢激光电弧复合焊的三维模型,并利用SYSWELD软件对激光电弧复合焊焊接温度场进行了有限元数值模拟,结合热电偶测温法和热影响区的微观组织表征分析了激光电弧复合焊热循环特点及其对热影响区组织演变的影响.结果表明,采用双椭球体+峰值递增锥体组合型热源可以准确模拟复合焊温度场,电弧区、过渡区、激光区相同热影响区微区具有相近的热循环,热影响区加热速度可达400℃/s,1100℃以上停留时间为0.79~1.33 s,t8/5为4~6 s.粗晶区、细晶区组织为板条马氏体,临界区组织为马氏体+晶界碳化物,亚临界区组织为回火马氏体.激光电弧复合焊具有快速加热、高温停留时间短的特点,在一定程度限制了奥氏体晶粒的长大,粗晶区和细晶区平均晶粒尺寸分别为42.7,19.8μm.

海洋平台用EQ70高强钢焊接性研究

采用CONARC80焊条手工电弧焊接EQ70钢,研究了焊接工艺对接头性能的影响.结果表明:在焊后热处理的条件下,其接头强度在焊接电流为180 A或200 A时,均能和母材等强;当焊接电流达到220 A时,则接头强度低于母材;EQ70钢焊接接头在室温均具有很好的冲击韧性;在150℃预热、200 A焊接电流和焊后热处理的条件下,焊接接头各区域在-40℃的冲击值最佳,达到母材的95%以上;EQ70钢焊接接头的冷弯性能均合格.焊缝硬度和母材相当,但热影响区的硬度值偏高,超过平均水平5%～10%;结合海洋平台工作环境对低温韧性的要求,推荐EQ70钢焊接工艺为150℃预热2、00 A焊接电流以及250℃/2h焊后热处理的规范.

“海洋石油981”工程项目超高强调质钢EQ70焊接工艺及应用

在“海洋石油981”项目中，通过EQT0超高强钢从焊接工艺的制定到实际应用，在建造过程中很好地克服了EQ70超高强钢易导致氢致裂纹的发生及焊接接头韧性降低的两大主要问题，从而证明了：只要在焊接过程中重点监控，重视细节，严格执行焊接工艺的各项参数，EQ70超刚强钢的焊接质量是完全能保证的。

EQ70钢焊接接头CTOD允许值概率迭代修正

针对规范所设定的允许值偏保守,不符合"合于适用"原则的问题,对高强钢EQ70钢焊接接头进行低温裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)韧度试验,并结合CTOD试验值的概率分布规律,提出了CTOD允许值概率迭代修正法,对APIRP 2Z所设定的CTOD允许值δ_(min)=0.13 mm进行修正.EQ70钢焊接接头允许值通过迭代修正后熔合线处允许值δ_(min)=0.069 mm,焊缝中心处允许值δ_(min)=0.072 mm,并应用SINTAP的失效评定曲线对修正后的允许值进行安全性检验,结果表明,通过概率迭代修正法求出的允许值对应的评定点均在失效评定曲线的可接受区域内,足以保证结构的安全性.

海洋平台用EQ70高强钢焊接性研究

采用CONARC80焊条,手工电弧焊接EQ70钢,研究了焊接工艺对接头性能的影响。结果表明：在焊后热处理的条件下,其接头强度在焊接电流为180 A或200 A时,均能和母材等强;当焊接电流达到220 A时,则接头强度低于母材。EQ70钢焊接接头在室温均具有很好的冲击韧性。在150℃预热、200 A焊接电流和焊后热处理的条件下,焊接接头各区域在-40℃的冲击值最佳,达到母材的95%以上;EQ70钢焊接接头的冷弯性能均合格。焊缝的硬度和母材相当,热影响区的硬度值偏高,超过平均水平5%~10%。结合海洋平台工作环境对低温韧性的高要求,推荐EQ70钢焊接工艺为150℃预热,200 A焊接电流以及250℃/2 h焊后热处理的规范。

EQ70钢窄间隙激光填丝焊接头组织与性能研究

采用窄间隙激光填丝焊接技术对26 mm厚EQ70钢板进行了焊接试验,第1道采用自熔焊打底,后4道采用填丝焊对坡口逐层填充。对接头厚度方向底、中、表层三处位置的微观组织进行对比观察,并进行了力学性能测试。结果表明,焊缝双面成形良好而且变形量较小,无裂纹等缺陷。自熔焊焊缝及热影响区中存在大量马氏体组织。填丝焊焊缝组织中存在大量针状铁素体及粒状贝氏体,其热影响区组织中存在大量板条马氏体。接头自熔焊和填丝焊的热影响区靠近母材的位置均出现软化现象。填丝焊缝的抗拉强度高于自熔焊的。

EQ70埋弧焊焊接工艺试验研究

采用药芯焊丝气体保护焊(FLUXOFIL M42)打底,埋弧焊(FLUXOCORD 42)填充盖面焊接工艺焊接EQ70高强钢,进行了相应焊接接头力学性能试验、NDT探伤及金相组织分析,结果表明:选用埋弧焊焊接方法,匹配的焊接材料,合理的焊接参数和保护措施,能使焊接接头力学性能达到工程技术的要求,完成了产品生产前的焊接工艺评定工作。

平台用EQ70钢的焊接工艺

SEAPUP 2海洋平台桩腿上的齿条需要进行多次接长,根据现场施工状况和对焊后质量的要求,采用药皮焊条电弧焊方式进行齿条厚板EQ70高强调质钢对接焊接工艺评定,焊接完毕后性能良好,各项试验均达标,满足了船东和ABS验船师的要求,为现场的施工提供了很好的技术支持。

“海洋石油981”超高强钢EQ70焊接工艺

"海洋石油981"工程平台的立柱与上船体连接的区域采用了超高强钢E Q56和EQ70,由于超高强钢实际应用相对较少,相关经验积累较少,且涉及到的相关标准较多,所以主要介绍了超高强钢E Q70的焊接工艺评定过程,根据评定结果制定的焊接工艺已成功应用于工程中,取得了很好的效果。

EQ70海洋平台用钢动态连续冷却转变

针对EQ70海洋平台用钢实际生产条件及存在问题,采用Gleeble-1500热模拟试验机测定了EQ70海洋平台用钢动态连续冷却转变膨胀曲线,再结合金相组织观察和显微硬度测定,获得EQ70海洋平台用钢动态连续冷却转变曲线。结果表明:冷速为0.05℃/s时,试验用钢的组织为粒状贝氏体以及少量的铁素体;冷速在0.1℃/s到1℃/s之间组织主要为粒状贝氏体和板条贝氏体;冷速为2℃/s时,组织为板条贝氏体和少量马氏体;随着冷速增加,马氏体的含量逐渐增多,冷速在8℃/s以上时,组织全部为马氏体。

EQ70海洋平台用钢回火后的组织与性能

针对淬火态超高强度EQ70海洋平台用钢进行系列回火试验,研究了回火时间和温度两个参数对其组织和性能的影响。结果表明,马氏体完全分解后继续延长回火时间,试验钢的冲击性能并无明显提高,强度反而下降;提高回火温度可明显缩短马氏体分解时间,提高回火温度以缩短回火时间,可以获得良好的综合力学性能。

夹杂物对EQ70海工钢Z向性能的影响

利用扫描电镜对100 mm特厚EQ70海工钢Z向性能较差样品进行显微组织及断口形貌分析。结果表明：引起其Z向性能较差的主要原因是由于钢中存在大量的（Nb,Ti）（C,N）和Mn S夹杂物,其中（Nb,Ti）（C,N）夹杂物周围存在的微裂纹成为裂纹源,MnS夹杂物则加速了裂纹扩展。通过优化炼钢连铸工艺,提高钢水洁净度,控制夹杂物数量、尺寸和形貌,EQ70的Z向性能得到明显改善,批量生产检验表明达到Z35的技术要求。

大厚度高强钢焊接接头CTOD允许值的研究

CTOD作为焊接构件韧性的评定标准之一,已经应用于各个领域,但是,国内CTOD准则的理论基础相对比较薄弱,对于大厚度高强度钢板焊接接头CTOD允许值的讨论已成热点,基于英国标准BS 7910-1999《金属结构中缺陷验收评定方法导则》的评定技术路线,将60 mm厚EQ70高强钢CTOD试样的单边疲劳预裂纹作为缺陷,结合焊接接头的CTOD试验结果,对其焊接接头热影响区进行失效评定。同时采用扫描电镜对EQ70焊接接头粗晶区微观组织进行分析。结果表明,焊接接头热影响区的CTOD试验值都在可接受缺陷范围内,且其热影响区存在有利于韧性的良性组织,为高强钢CTOD的允许值取值提供了思路。

EQTO钢的GMAW法焊接

针对ABEQ70钢，采用DRAHTZUG STEIN公司的STEIN—MEGAFIL 690R和STEIN—MEGAFIL 742M进行焊接工艺评定试验。结果表明：采用合适的预热温度、层间温度、根部处理方式和焊接参数，能够使焊接接头各项力学性能均达到工程技术的要求，GMAW法效率约为SMAW法的2倍，成本约为SMAW法的50％。