微合金化3.5Ni钢的强化机理

从固溶强化、析出强化和细晶强化三个方面对微合金化3.5Ni钢的强化机理进行了分析研究,同时计算了三种强化方式对强度的贡献。结果表明:3.5Ni钢进行Nb,Ti微合金化后,通过适当的工艺控制,钢中可以析出较多均匀细小的Nb(C,N),NbTi(C,N)球形颗粒和Ti N方形颗粒。这些细小粒子一方面产生析出强化的效果;另一方面钉扎奥氏体晶界,阻止晶粒长大,从而产生强烈的细晶强化效果。强度的理论计算值和实测值非常接近,同时,与国家标准CCS1996《钢质海船入级与建造规范》中的要求相比,有超过20%的余量。

3.5Ni钢的热成形工艺试验研究

对国产、进口两种牌号的３．５Ｎｉ钢板进行了模拟热成形加热试验以及热成形后的正火加回火热处理试验。试验结果表明，热成形过程会大大削弱钢板的低温韧性，正火加回火热处理是恢复钢板低温韧性的一个非常有效而又十分必要的手段。

Ti微合金化对3.5Ni钢低温韧性的影响

利用光学显微镜和透射电镜观察不同Ti含量3.5Ni钢试样的组织及析出物,并通过测定其-80～-120℃的夏比冲击功来研究Ti微合金化对3.5Ni钢低温韧性的影响。结果表明,与0.042Ti试样相比,0.079Ti试样在热轧态和正火+回火态时晶粒大小相同,但其热轧态组织中珠光体细化,且正火+回火态组织中TiN数量增多,平均尺寸约为150nm;正火+回火处理后,0.079Ti试样在-80～-120℃的夏比冲击功为233～23J,均低于0.042Ti试样相应值(234～66J);对于正火+回火态试样,较粗大TiN粒子的析出是造成其低温韧性降低的主要原因。

3.5Ni钢低温设备的制造和焊接

本文针对低温设备的特点，结合３－５Ｎｉ 钢项目的应用研究，对钢材、焊材、冷和热成形、焊接以及焊后热处理等进行综合分析和评价，从而总结出低温设备制造过程中，应遵循的一些规律。

3.5Ni钢TIG焊焊接性能研究

采用配套的TIG焊丝对3.5Ni钢进行TIG焊焊接性能研究,结果表明TIG焊焊接接头具有良好的力学性能,不仅能够满足3.5Ni钢焊接技术条件要求,而且其低温冲击韧性还具有较大的富裕量。

3.5Ni钢低温塔式容器的制造

本文介绍了三台 3 5Ni钢低温塔式容器的焊接工艺、封头、筒体、塔体组装工艺以及焊后消除应力热处理、水压试验等 ,最终制造出合格产品。

低温容器用3.5Ni钢的焊接

3.5Ni钢含碳量低,其他合金元素的含量也较少,故其淬硬倾向和冷裂倾向比较小,因而具有良好的焊接性能,一般可不预热或用较低的预热温度来进行焊接。在此通过大量试验研究了3.5Ni钢的焊接、热处理及材料性能,制定了为获得母材及焊缝最佳综合力学性能的热处理工艺参数,掌握了该材料的焊接性,确定了最佳焊接工艺参数及相匹配的焊材,为该种材料在实际生产中的应用奠定了扎实的理论和实际基础。

热处理工艺对3.5Ni钢组织和性能的影响

通过拉伸和冲击试验以及OM和SEM的组织观察，研究了不同热处理工艺对3．5Ni低温钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：3．5Ni钢正火（Normalizing）态及正火＋回火（Normalizing＋tempering）态的组织均为铁素体基体加珠光体。冲击韧性随正火温度的升高先增加后降低，正火温度为860℃时，低温韧性最佳；回火后3．5Ni钢塑性和低温韧性明显提高。随着回火温度的升高，带状组织减弱，冲击功增加，当回火温度达到两相区的650℃时，冲击功降低，最佳的回火温度为590℃～630℃，

低温容器3.5Ni钢的焊接

采用氩弧焊和埋弧焊的方法焊接了3.5Ni钢板材,研究了不同焊接工艺参数对3.5Ni钢-101℃冲击韧性影响,通过试验掌握3.5Ni钢的焊接和材料性能,提出了最佳的焊接工艺参数,为3.5Ni钢低温容器设备的制造提供了可靠的质量保障。

热成形和热处理对3.5Ni钢拼接焊缝力学性能的影响

研究了不同厚度3.5 Ni钢的焊接试板在经历和产品同样温度的热成形加热及同样条件的冷却后,焊缝组织结构和力学性能的变化。通过适当规范的热处理,可使经历高温热过程的焊缝组织和力学性能达到母材同样的水平,为避免在高温成形后刨去焊缝重新焊接造成的焊接材料和能源、工时浪费提供了工艺依据。

3.5Ni钢焊接接头经不同加热冷却后组织和性能的变化

研究了3.5Ni钢焊接接头经历不同温度高温加热和不同速度冷却后,与焊后仅进行消除应力热处理者相比、显微组织和力学性能的变化,为厚壁低温钢设备拼接部件热成形和热处理提供了工艺依据。

低温用3.5Ni钢管的焊接性试验研究

在工期紧张无法进行焊后热处理的情况下,通过焊接试验,制定合适的焊接工艺,将3.5Ni低温钢管焊接线能量控制在18kJ/cm以内,并采用焊后氩弧重熔工艺,控制焊缝粗晶组织的出现,从而保证接头的低温冲击韧性。

3.5Ni钢低温设备焊接工艺

1 设备概况南化大化肥30万吨/年合成氨低温甲醇洗涤净化装置中共有7台设备,其中3台塔器,3台换热器,1台贮罐。1.1

热成形和热处理对3.5Ni钢力学性能的影响

本文研究了不同厚度3.5Ni低温钢板以不同热成形加热温度和冷却条件成形后的力学性能变化。通过对经历热成形同样加热和冷却条件的母材试板重新进行不同规范的正火和回火,对材料被损坏的性能进行了恢复和提高,为低温钢设备的制造提供了可靠的工艺依据。

3.5Ni钢超限低温塔器分段制造及现场组焊监造要点

3.5Ni超限塔器由于条件限制,需要厂内分段制造,现场立式组焊合拢。本文概述了厂内分段制造和现场立式组焊的监造要点。

3.5Ni钢的焊接要点及其配套W107低温钢焊条的研发现状

文中对3.5Ni低温用钢及其配套焊材的发展及研究状况进行了归纳,其中主要对3.5Ni低温钢焊接用W107焊条的发展现状及焊接性能的相关研究进行了全面总结。围绕提高低温钢焊接接头低温冲击韧性并保证其稳定性的相关研究及机理作以总结,为后续研发产品性能稳定的W107焊条提供可靠的理论依据和参考资料。

提高3.5Ni厚钢板低温冲击韧性的研究

针对3.5N i厚钢板低温冲击韧性较低的问题,通过试验研究和生产实践,从理论和实践上探讨了两相区淬火对钢板低温冲击韧性的影响。通过调整热处理工艺,有效地提高了3.5N i厚板低温冲击韧性,使之达到相对较高的水平。

热处理对不同碳含量3.5Ni钢力学性能和低温韧性的影响

利用光学显微镜及SEM进行组织观察,通过拉伸和低温冲击试验研究了热处理对两种不同碳含量3.5Ni钢的力学性能和低温韧性的影响。两种3.5Ni钢热轧板分别经860℃×1 h空冷的正火处理和860℃×1 h水淬+(580,610,640)×1 h回火的调质处理。结果表明:含碳量较高的3.5Ni钢热轧态强度低塑性高,但-100℃冲击吸收能量低,经正火处理后试验钢的整体性能降低,而调质处理后强度和低温冲击吸收能量均明显提升,塑性略有降低;含碳量较低的3.5Ni钢热轧态已经具有优异的拉伸性能和低温冲击性能,经热处理后拉伸性能和低温韧性没有得到明显提升。

热处理对3.5Ni钢低温韧性的作用

介绍了3.5Ni低温钢的热处理工艺对力学性能和微观组织结构影响的试验内容,结果表明,热轧状态的3.5Ni低温钢进行热处理,可以进一步细化晶粒和调整组织,提高综合力学性能。850℃正火及850℃正火+600℃回火处理均可以得到比较理想的低温韧性。

淬火和回火工艺对3.5Ni钢组织和力学性能的影响

通过拉伸和冲击试验以及SEM、TEM和EBSD组织观察,研究了不同热处理工艺参数对3.5Ni钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:3.5Ni钢在860℃保温1 h水淬后得到细小的板条马氏体(LM)加粒状贝氏体(GB)组织;570℃回火后,LM的板条变粗,GB中的M/A岛也溶解消失,基体上有大量渗碳体析出。随着回火温度的升高,板条继续合并长大,并且开始出现多边形铁素体,渗碳体也不断长大。回火温度为570~600℃时,低温韧性随回火温度的升高而增加,但是继续升高回火温度会使得低温韧性下降。研究表明:3.5Ni低温钢经860℃水淬+600℃回火的热处理可以获得最佳的力学性能。