Ti-Ca处理对DH36钢板焊接热影响区组织性能影响的研究

利用热力学计算软件和扫描电镜分析Ti-Ca处理DH36钢的夹杂物特征,运用Thermecmaster-100kN热力模拟实验机模拟热输入250—400 kJ·cm^(-1)的焊接热循环,利用光学显微镜、扫描电镜和激光共聚焦显微镜分析焊接热影响区的显微组织,利用冲击试验机测试了低温韧性。结果表明:DH36钢中的典型夹杂物为Al2O3,还存在Al-Ca-Ti-O-Mn-S复合夹杂物,该夹杂物可有效地抑制高温下的奥氏体晶界迁移,促进晶内针状铁素体形成;热输入为250—400 kJ·cm^(-1)时,热影响区的显微组织由针状铁素体、珠光体和铁素体组成,随着热输入的增大,珠光体和铁素体含量随之增多;在1/2厚度位置模拟250—400 kJ·cm^(-1)热输入时,在-20℃下热影响区的冲击韧性均能充分满足国家规定的行业使用标准要求。

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。

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。

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。

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.

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.

DH36海洋平台钢水下局部干法多层多道焊接工艺研究

采用自行研制的水下焊接压力舱试验系统,模拟研究了不同水深下的环境压力对DH36海洋工程用钢的局部干法水下多层多道焊接工艺和质量的影响,根据AWS D3.6M—2010标准进行了焊接工艺评定。结果表明,60m以浅水深下,局部干法焊接接头的宏观检测、力学性能指标均满足B级接头质量要求,而且水深对于力学性能基本没有影响,但接头最高硬度会随着水深增加而略有提高。金相显微分析得知热影响区粗晶区组织为粒状贝氏体和少量板条马氏体,焊缝柱状晶区组织为沿晶界析出的先共析铁素体和大量的针状铁素体。

DH36级高强度船板轧制技术开发

为适应造船业发展的需要,生产市场所需的高强度船板,天钢中厚板厂利用3500mm双机架轧机和ACC层流冷却系统等自身设备能力的优势,进行了DH36级高强度船板轧制技术的开发,试轧了16mm和30mm两个规格的DH36级高强度船板。采用了合理的成分设计和控轧控冷技术,对加入不同合金元素的船板分析比较了试轧制的过程与结果,证明Nb系高强船板钢轧制工艺制度较优,为工业生产提供了依据。

控轧控冷工艺对DH36级船体用结构钢低温韧性的影响

通过合理的化学成分设计,采用不同的控轧控冷工艺,对DH36船板钢在生产试制过程中产生的-40℃纵向冲击功波动较大的现象进行了研究。研究表明,降低II阶段的开轧温度,增大未再晶区的变形量(>60%),结合合理的控冷工艺,能有效提高DH36级船板钢的综合性能,尤其是钢的低温韧性。

DH36钢水下摩擦柱塞焊缺陷及力学性能

对DH36结构钢进行25 mm孔深水下摩擦柱塞焊工艺试验,焊后分析和测试了接头的宏观形貌、焊接缺陷、显微硬度、拉伸以及冲击性能。研究结果表明,水下摩擦柱塞焊在塞孔底端拐角处容易出现未焊合缺陷。通过优化塞孔塞棒形状、焊接参数可以获得无缺陷水下焊接接头;接头硬度沿着塞孔横向呈典型的"M"形分布,焊缝发生明显的硬化倾向,最高硬度可达410 HV;水下焊接接头的抗拉强度最高可达母材的96%,-20℃冲击吸收功可达62 J。

海水静压力对DH36平台钢阴极保护的影响

利用高压釜装置模拟在常压,2.0,5.0,10.0MPa压力条件下的阴极保护情况,采用恒电流极化法模拟初期阴极保护,通过电位的变化、电极宏观形貌和钙质沉积层的生成情况评价阴极保护情况。结果表明,模拟海水静压力对阴极保护的影响不显著,电流密度为100mA/m2时极化电阻明显跃升,可以在电极表面形成规模覆盖的沉积层。沉积层主要以文石的CaCO3为主,电流密度较大时,含镁方解石也会生成,与文石共生。