海洋结构钢的韧性与CTOD实验

在建设海洋工程过程中,为了稳定结构需要用到大量的高强钢.但是,在焊接钢材的过程中,钢材焊接接头的组织性能很容易受到影响,而传统的焊后热处理方法需要投入大量的资金.为了提高工作效率及节约成本,论文研究了海洋结构钢的韧性,分析海洋结构钢韧性的重要性及其当前存在的主要问题,了解CTOD的概念,分析如何通过CTOD实验流程及现场控制,实现CTOD实验技术在海洋结构钢中的应用,从而稳定海洋结构钢的性能.

超低温裂纹尖端张开位移(CTOD)实验装置改进及焊接接头断裂韧性分析

针对超低温裂纹尖端张开位移(CTOD)实验中存在的试样对中不准确和温度控制不精确等问题,该文对现有设备进行了改进并展开测试实验。首先,选用9Ni钢焊接液化天然气(LNG)储罐并使用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)观察焊接接头的组织形貌;然后,用改进的CTOD实验装置测定接头的断裂韧性;最后,使用光学显微镜(OM)、SEM和EBSD分析CTOD断口形貌和疲劳裂纹的走向。实验观察到在焊接接头的熔合线处存在宽度约17μm的过渡层,元素Mo和Nb发生了偏聚,焊缝疲劳裂纹穿晶扩展;热影响区CTOD值低于焊缝且离散性较大,在主体实验过程中,出现了pop-in现象,产生的微裂纹沿熔合线粗晶区一侧扩展;粗晶区晶粒宽度达50~100μm,组织为粗大的板条马氏体,且大角度晶界比例较低。由实验可知粗晶区是整个接头断裂韧性最薄弱的区域。