Ce对DH36船板钢显微组织和力学性能的影响

为探究稀土Ce对DH36船板钢显微组织和力学性能的影响,采用真空感应炉熔炼不同Ce含量的DH36船板钢,利用场发射扫描电镜、显微硬度计、冲击试验机、电子万能试验机等设备研究了Ce对DH36船板钢组织、硬度、冲击性能、拉伸性能的影响。结果显示:在DH36船板钢中加入Ce使铁素体和珠光体组织细化。含0.009%Ce的试验钢综合力学性能最好,硬度增幅最大,相比未加Ce的试验钢提升15.6%;抗拉强度由未添加Ce的581.97 MPa提升到643.80 MPa,提升10.6%;冲击功由未添加Ce的162.8 J提升到174.5 J,提升7.2%。加入稀土Ce后,试验钢的拉伸断口和冲击断口形貌得到改善,韧窝数量增多,断口表面的夹杂物类型发生改变,由大尺寸不规则夹杂物变成了小尺寸类球状稀土夹杂物,降低了有害夹杂物引起的应力集中,使断口表面的裂纹源明显减少。

Ce元素对DH36船板钢显微组织及耐腐蚀性能的影响研究

目前关于稀土对DH36船板钢耐腐蚀性的影响研究较少。使用金相显微镜、扫描电子显微镜、电化学工作站以及X射线衍射仪等设备研究了稀土Ce的加入对DH36船板钢显微组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明:Ce对试验钢的晶粒有明显的细化作用;Ce的加入使钢中的Al_(2)O_(3)、MnS、Al _(2)O_(3)+MnS夹杂改性为CeAlO_(3)+MnS、Ce _(2)O_(3),且稀土夹杂物周围的应力明显变小,减小了腐蚀发生的活性区。Ce的加入提高了试验钢的自腐蚀电位,降低了自腐蚀电流密度,在3.5%NaCl溶液中浸泡5 d后,试验钢的腐蚀电流密度由未添加稀土Ce时的8.431×10^(-5) A/cm ^(2)降低到Ce含量为0.0092%时的2.384×10^(-5) A/cm ^(2);Ce的加入使腐蚀产物中γ-FeOOH的含量减少,α-FeOOH和Fe _(3)o _(4)的含量提高。测试结果均表明,Ce含量的增加会提高试验钢的耐腐蚀性能。

稀土Ce对DH36船板钢显微组织及耐腐蚀性能的影响研究

针对稀土对钢耐腐蚀性的影响规律及稀土夹杂对船板钢的局部腐蚀机理的研究不足,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜、电化学工作站研究了在3.5%NaCl溶液中稀土Ce含量对DH36船板钢显微组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,稀土Ce可以细化试验钢的晶粒尺寸,同时降低试验钢的珠光体片层间距。稀土Ce的加入将试验钢中的MnS和Al_(2)O_(3)+MnS夹杂转变为MnS+CeAlO_(3)、Mn-Al-O-Ce、Mn-S-Al-O-Ce夹杂。相比于未添加Ce和添加0.001 0%Ce的试验钢而言,Ce含量为0.009 2%时试验钢的腐蚀速率最低,团絮状腐蚀产物最少,腐蚀坑的尺寸与数量最小,表面粗糙程度较小,且初期仍具有金属光泽;稀土Ce的加入使得试验钢的腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低。腐蚀时间为5 d时,Ce含量为0.009 2%时试验钢的腐蚀电流密度最低(2.225×10^(-5 )A/cm^(2)),腐蚀电压最高(-1.057 V),耐腐蚀性能最佳。

稀土Ce对DH36船板钢力学性能的影响

采用ZG-01型真空感应炉冶炼了不同Ce含量的DH36船板钢,对该试验钢显微组织和力学性能进行了分析。结果表明,当Ce含量为0.0092%时,试验钢具有良好的力学性能。与未添加Ce的试验钢相比,Ce含量为0.0092%的试验钢的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、冲击功、硬度均增大。稀土Ce加入后,珠光体和铁素体的晶粒尺寸减小,珠光体变得更加弥散;试验钢中的MnS、Al_(2)O_(3)、MnS+Al_(2)O_(3)复合夹杂被改性为Ce-Al-O-Mn系复合夹杂、CeAlO_(3)+MnS系复合夹杂、CeO_(2)夹杂,钢中Al_(2)O_(3)等夹杂物尺寸明显降低。

DH36高强度船板钢中碳化物及碳氮化物析出行为

利用碳复型法通过透射电子显微镜研究工业级DH36高强度船板钢在控轧控冷工艺下纳米级碳化物和碳氮化物的析出行为,并针对钢液冷却过程分别对碳化物及氮化物的析出规律进行热力学计算。研究结果表明:钢中普遍存在的析出相为(Nb,Ti)(C,N)碳氮化物和(Nb,Ti)C碳化物,均为FCC,Na Cl型结构,其中(Nb,Ti)(C,N)基本呈立方形,(Nb,Ti)C大多由富Ti的"核"部和富Nb的"帽"部构成;析出粒子均为单相,其晶格常数随Ti与Nb物质的量比的变化而微弱变化;通过统计粒子粒径及分布规律,利用Orowan绕过机制计算得出此类钢中沉淀强化对屈服强度的贡献约为166 MPa;钢中第二相析出的先后顺序为Ti N,Ti C,Nb C,Nb N。

大线能量焊接DH36钢焊接热影响区组织与性能研究

利用双丝埋弧焊接试验,对比分析了传统DH36钢和大线能量焊接DH36船板钢焊接热影响区的组织与性能。结果表明,利用新型的Ti处理技术生产的大线能量DH36钢母材具有良好的强韧性和大线能量焊接性。经大线能量(100 kJ/cm)焊接后,传统DH36钢焊接热影响区低温韧性显著降低,不能满足指标要求(34 J)。大线能量DH36船板钢在50 kJ/cm和100 kJ/cm热输入焊接时均表现出良好的低温韧性,-20℃冲击功大于100 J。同传统的DH36钢相比,大线能量DH36钢焊接接头出现了软化区,但接头强度并未显著下降。总体上大线能量焊接DH36钢优越性在于:大线能量焊接时,焊接热影响区主要得到大量交错排列的晶内针状铁素体组织,热影响区硬度降低,低温韧性显著提高。

DH-36钢的塑性流动统一本构关系研究

通过对DH-36钢动态应变时效的规律和试验数据进行系统分析,发展和建立了描写第3种动态应变时效的本构模型.然后基于热激活物理概念本构模型和塑性流动应力组合原理,加入对第3种动态应变时效的描述,获得了统一本构模型.该模型不仅可以描写第3种动态应变时效,还可以预测DH-36钢在温度77K～1000K,应变率0.001s^(-1)～3000 s^(-1)范围内的塑性流动应力,通过比较发现统一本构模型预测结果与试验结果吻合很好.

DH36水下湿法焊接接头组织和力学性能分析

潜水焊工在水深2 m的水池里,使用水下专用焊条进行DH36试板湿法焊接试验。根据AWS D3.6:2010,对所得到的焊接接头进行焊接工艺评定,并分析其组织及潜在缺陷。结果表明:湿法接头的外观检测、X射线检测、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验和宏观试验均满足AWS D3.6:2010 B级接头要求,盖面焊缝的过热区最大硬度值微超出标准规定的上限,其组织主要为粗大马氏体,而打底焊缝的热影响区由于后续焊道的再热作用,组织为回火马氏体。在盖面焊缝下方左右热影响区容易出现氢致裂纹,可通过使用step-back运条手法来解决。

DH36钢拉伸塑性流动特性及本构关系

对DH36钢在温度从293-800K、应变率为0.001和0.1s-1的拉伸塑性流动特性进行实验研究,通过端口形貌图对变形前后的试样进行了微观分析,结果表明：（1）在实验温度范围内,0.001和0.1s-1的应变率下,第三型应变时效现象出现,随应变率的增加,时效发生的温度区域移向更高温度;（2）第三型应变时效的发生与合金原子在晶界和晶粒中大量的第二相析出强化有关联;（3）建立包含第三型应变时效现象的统一本构模型,通过比较该模型能够较好的预测DH36的塑性拉伸流动应力。

控轧控冷对DH36钢组织的影响及工艺参数优化

在实验室研究了控轧控冷工艺对DH36高强度船板用钢显微组织和力学性能的影响 ;通过组织分析优化了DH36钢的控轧控冷工艺 ,并在工业生产中进行了试验。结果表明 ,用这种工艺生产的船板具有高强度和良好的低温韧性 ,完全可以代替正火处理。

DH36高强度船板钢综合强化机理

DH36船板钢是我国目前运用较为广泛的高强度船体结构用钢,利用碳复型、XRD衍射、TEM观察分析等方法,对控轧控冷后DH36钢中纳米析出物的类型、形貌、尺寸和数目等进行详细的讨论分析,结果表明:DH36钢中的析出物组织形貌多为规则的方形,其组成为(Ti,Nb)(C,N);试验DH36钢中析出的碳氮化物占基体的体积分数为0.009 57%,总的析出强化贡献为211.24 MPa;细晶强化为212.30 MPa;固溶强化为122.93 MPa;位错强化为134.43 MPa.

高强度船体结构钢DH36的动态力学性能研究

为了研究新型DH36中厚船板钢在极端力学环境下的动态力学性能,采用电子万能试验机和改进的分离式Hopkinson拉、压杆装置对圆柱状DH36钢试样进行了应变率从0.001/s到7 000/s,温度从77 K到1 073 K范围的单轴拉伸、压缩试验,同时进行了中断试验以检查温度和应变率历史对材料性能的影响。试验结果表明:经过滚轧的DH36中厚船板钢是力学各向同性的;此钢的力学性能对温度和加载率非常敏感,但随温度升高到室温或更高温度值后其对温度敏感性下降,进一步推得该材料若经高温焊接所引起的材料性能变化不显著;随应变率增加该材料的破坏失效应变递减,在应变率为7 000/s时失效应变为20%,表现出应变率脆化特性;在室温以上动态应变时效发生,发生的温度区随应变率增加向更高温度区移动,它主要是Snoek间隙原子气团与位错的相互作用结果。

DH36船板钢拉伸断口分层的原因分析

采用金相检验、扫描电镜检验等手段对DH36船板钢拉伸断口分层缺陷进行了分析。结果表明:DH36船板钢拉伸断口分层缺陷主要是由钢板厚度中心条状MnS夹杂和宽大的贝氏体、马氏体带状组织引起的。

DH36钢在需钠弧菌、芽孢杆菌以及混菌腐蚀体系中的腐蚀行为

目的研究需钠弧菌与芽孢杆菌分别单独培养以及混合培养时对海洋工程钢DH36腐蚀行为的影响,为海洋环境下材料的腐蚀发生规律探讨以及微生物腐蚀防治提供依据。方法通过扫描电子电镜、能谱仪、电化学设备等仪器,分析DH36钢在不同腐蚀体系中的腐蚀形貌信息以及电化学特征。结果SEM图显示,芽孢杆菌在DH36钢表面上的贴附量较大,需钠弧菌与混菌腐蚀体系中,生物膜、锈层构成的混合层存在很多的裂纹、缝隙,致密性较差。电化学结果显示,试样表面均出现两个时间常数,在低频处出现感抗特征。芽孢杆菌腐蚀体系中的腐蚀速率先增大后减小,浸泡3 d后需钠弧菌腐蚀体系中的腐蚀速率介于芽孢杆菌与混菌腐蚀体系之间。与单菌种腐蚀体系相比,混菌腐蚀体系中的开路电位最低,且浸泡7 d后的腐蚀速率最大,达到13.53μA/cm^2。结论在浸泡后期芽孢杆菌显示出腐蚀抑制效果,在需钠弧菌与混菌腐蚀体系中,由于细菌代谢产生了腐蚀性产物以及形成了致密性较差的混合层,试样腐蚀速率不断加快,但混菌的促进作用更显著。

DH36船板探伤缺陷的成因分析和对策

超声波探伤不合是DH36船板钢的主要缺陷之一。通过低倍酸洗试验、金相分析、断面形貌分析,发现了船板内部缺陷的成因,即钢板中存在过量的氢。分析了造成钢板内部氢致裂纹的原因。为消除DH36船板氢致裂纹,有针对性地提出了以RH精炼为主的全流程控氢、降低板坯偏析程度、采用钢板轧制后缓冷等措施。实施后,氢致缺陷消除,钢板质量明显提高。

DH36高强度船板钢的动态CCT曲线

利用Gleeble-2000D型热模拟试验机对DH36高强度船板钢的动态CCT曲线进行了研究。结果表明:当冷速小于1℃.s-1时,DH36钢的组织为铁素体和珠光体;冷速在3～13℃.s-1范围内,得到铁素体、贝氏体和少量珠光体组织;当冷速达到15℃.s-1时,组织为贝氏体和少量铁素体;当冷速达到30℃.s-1时,有马氏体组织生成;DH36钢的显微硬度随着冷速的提高而增大,当冷速达到30℃.s-1时,显微硬度明显增大。

FAB法埋弧自动焊DH36钢接头性能研究

在DH36钢坡口中分别添加纯铁粉和含Ti-B合金粉,采用FAB法埋弧自动焊接DH36钢板,对DH36焊接接头性能进行研究。研究结果表明:与坡口添加纯铁粉相比,添加Ti-B合金元素,DH36焊接接头抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均满足使用要求,低温冲击韧性明显提高,0℃时KV为131.00J,-20℃时KV为87.00J,-40℃时KV为52.5J,通过对接头微观组织分析可知,低温冲击韧性提高根本原因是过渡到焊缝中的Ti-B元素形成夹杂物诱导晶内针状铁素体形成且针状铁素体呈相互交叉联锁状。

DH36高强度船板钢生产优化

对敬业中厚板公司高强度船板DH36力学性能不合原因进行分析,发现主要原因是钢板中心存在微裂纹,微裂纹产生的原因在于心部条状MnS、碳氮化物夹杂的聚集以及马氏体、贝氏体硬性组织的出现。通过合理设计化学成分,改进炼钢、轧钢等工艺,使钢板力学性能得到大幅提高,并顺利通过九国船级社的认证。

DH36钢摩擦叠焊焊点分布规律研究

摩擦叠焊是一种新型的水下修复方法。在单排孔DH36钢干式摩擦叠焊工艺试验中发现在塞孔底部容易出现未熔合现象,针对这一问题进行了分析,建立钻头受力模型,发现钻孔时钻头所处不同区域的硬度变化造成了钻孔的偏斜,从而影响焊接质量,进而提出了相应的解决方案,对摩擦叠焊中焊点分布及焊接次序进行了研究。

S含量波动对DH36船板钢机械性能的影响

船板钢机械性能包括屈服强度、抗拉强度、断面收缩率以及冲击功,其机械性能取决于微观组织、钢的成分等因素,故应尽量减少化学成分波动对机械性能的影响.通过Matlab软件利用工业生产实际大数据建立不同元素含量下S含量与DH36船板钢机械性能的数学模型.研究发现DH36船板钢的冲击功随着S含量的升高呈先增后减的趋势.DH36船板钢的屈服强度、拉伸强度、断面收缩率均与S含量呈非线性关系,趋势与其他元素的含量有关.