高压气瓶4130X钢低周疲劳特性及疲劳设计曲线探讨

针对大容积钢制无缝气瓶材料4130X钢,开展了应变控制下4130X钢的循环特性、应变幅-寿命关系、概率-应变幅-寿命关系和疲劳设计曲线研究,参考ASMEⅧ-2—2021和JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》给出了4130X钢的疲劳设计曲线。获得的4130X钢疲劳设计曲线,与规范中793 MPa≤σ_(uts)≤892 MPa的疲劳设计曲线有一定的差异,略高于ASMEⅧ-Ⅱ(σ_(uts)≤552 MPa)和JB 4732—1995(σ_(uts)≤540 MPa)的疲劳设计曲线。4130X钢材料疲劳寿命设计可采用本文提出的疲劳设计曲线或保守地采用ASMEⅧ-Ⅱ(σ_(uts)≤552 MPa)和JB 4732—1995(σ_(uts)≤540 MPa)中对应材料的疲劳设计曲线。

基于数字图像和声发射技术的4130X钢拉伸断裂损伤状态监测

4130X钢是压缩天然气高压气瓶组的主要材料,为得到其受载作用下的损伤演化规律,采用数字图像相关技术(DIC)与声发射技术相结合,开展了4130X钢拉伸断裂损伤状态监测试验。采用拉伸试件表面应变标准差(SD)表征其损伤演化规律,并与损伤过程声发射信号特征参数经历分析相结合,得到了4130X钢在弹性微损伤、塑性损伤、裂纹扩展状态下的声发射信号强度分布规律。试验结果表明,采用DIC和声发射技术相结合的分析方法,能够得到4130X钢拉伸断裂过程的损伤演化规律,可为其服役状态下的损伤状态监测提供参考。

大容积无缝气瓶用4130X钢Φ600mm连铸圆坯研发

采用"铁水→提钒转炉→预处理脱硫→70 t转炉→LF→VD→圆坯连铸→缓冷"的工艺流程生产4130X钢(/%:0.31C,0.26Si,0.80Mn,0.008P,0.003S,0.99Cr,0.21Mo,0.005Ti,0.023Al)Φ600 mm铸坯。通过控制铁水中P≤0.140%,S≤0.070%;转炉提钒后采用KR法进行预处理,KR搅拌速度≥80 r/min,搅拌时间15 min,控制KR出站S≤0.005%;转炉终点0.06%~0.10%C,终点P≤0.008%,出钢温度≥1620℃,并采用了滑板档渣技术;LF采用高Al精炼渣系,初渣40%~45%(CaO),10%~15%(SiO_(2)),控制终渣35%~40%(Al_(2)O_(3)),50%~55%(CaO),5%~15%(SiO_(2));VD Ca处理,控制钢中Ca含量0.0005%~0.0010%;真空度≤67 Pa,≥18 min,软吹≥20 min;连铸过程中采用结晶器(200A/2.0 Hz)+凝固末端电磁搅拌(900 A/6.0 Hz),过热度20~30℃,拉速0.21 m/min,二冷比水量0.08 L/kg,成功研发出大容积无缝气瓶用4130X钢Φ600 mm连铸坯,钢中A、D类夹杂物均≤1.0级,B、C类夹杂物均为0,Ds类≤1.5级,所有指标均满足用户要求。

机械加工表面粗糙度对4130 X钢在0.5%NaCl溶液中的腐蚀性能影响

本文采用动电位极化、电化学阻抗谱、微观形貌观测等方法研究了不同表面粗糙度的4130X钢在质量分数为0.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。实验结果表明,随表面粗糙度下降,试样表面积变化不大,其自然腐蚀电位下降,然腐蚀电流密度降低,电荷转移电阻降低,腐蚀反应剧烈程度整体有所下降。微观形貌显示,在反应发生初期,试样表面首先于凸起位置发生腐蚀,并且随腐蚀反应的进行逐渐扩展至试样整体表面。表面粗糙度对腐蚀反应影响主要来源于试样表面的几何形状差异、电化学活性差异和表面状态差异。

压缩天然气气瓶临界裂纹尺寸的研究

以压缩天然气气瓶用钢 4 130X钢为材料 ,实测了高浓度和中等浓度硫化氢腐蚀溶液中材料的临界应力强度因子 ,得出压缩天然气气瓶在高浓度和中等浓度硫化氢溶液中的临界裂纹尺寸 ,为保证压缩天然气气瓶安全运行进行的裂纹评定提供了实验依据。

长管拖车气瓶材料受火后性能及组织变化

通过模拟火灾条件,研究了经历不同热暴露温度后气瓶材料力学性能及微观组织变化规律。试验结果表明,长管拖车气瓶材料在热暴露温度超过700℃时,材料的力学性能出现不满足相关标准要求项,是由组织中条块状铁素体消失及位错密度减少所致。最终形成不同受火温度下长管拖车气瓶材料金相组织图谱及力学性能对应关系,为火灾后长管拖车气瓶检验判定提供参考。

高压氢气瓶用无缝管的热处理工艺研究

介绍了开发4130X钢满足最新版气瓶管强制性执行标准GB 28884—2012的过程,以及质量效应对气瓶管的影响。研究结果表明:4130X钢受质量效应影响很大,试样热处理工艺只能对现场热处理工艺提供指导。同时,开发的4130X钢能满足最新版标准以及DOT-SP8009的相关规定。