TMCP型FH36级船用钢板在不同温度下的摩擦磨损性能研究

FH36钢材作为使用在低温恶劣环境下的大型货轮、客轮及海工装备急需基础材料,因其低温高强以及高韧性能得到广泛关注.FH36钢材在冰区环境使用时,不可避免受到冰载荷摩擦磨损破坏作用.本研究中对使用控轧控冷工艺(Thermo mechanical control process,TMCP)制备的不同厚度的FH36级船用钢板在20、−5和−20℃条件下的摩擦磨损性能开展试验分析.使用UMT-2 TriboLab型多功能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,试验选取磨球为氧化铝磨球,直径为8 mm,摩擦方式是球面接触,往复摩擦距离5 mm,载荷为20 N,频率2 Hz,测试的时间为2 h.使用Bruker Contour GT-1型白光干涉仪对钢样在摩擦磨损后的磨痕轮廓进行测量.利用公式通过摩擦磨损试验后钢样的体积损失计算出钢样的磨损量,并对摩擦磨损试验所得到的摩擦系数和磨损量进行对比分析.使用CXS-5TAH-118340扫描电子显微镜对钢样的表面微观形貌进行观察并进行摩擦磨损机理分析.试验结果表明,不同轧制深度部位的微观组织变化会直接影响钢材的耐磨性能.轧制钢板表层组织以铁素体和珠光体为主,1/2处组织以铁素体、珠光体和粒状贝氏体为主;两种钢板表层硬度均高于1/2处样品的硬度,其中厚度为20 mm钢板表层和1/2处硬度分别为490 HV和441 HV;厚度为40 mm钢板表层和1/2处硬度分别为507 HV和451 HV;在2、−5和−20℃条件下,钢板表层的平均摩擦系数都明显高于1/2处的平均摩擦系数,相应的磨痕深度、宽度以及磨损量都较小.另外,低温环境对FH36级船用钢板的耐磨性影响较大,表层及1/2处样品的磨损量均随着温度降低逐渐加大,磨损机理以磨粒磨损为主,以疲劳磨损和黏着磨损为辅.

FH36钢在不同盐度模拟海水中的摩擦腐蚀行为研究

本文中利用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机,分别测试FH36船用低温钢板在不同盐度模拟海水中摩擦腐蚀行为.结合电化学工作站监测FH36钢样在摩擦腐蚀过程中的电化学参数变化;使用白光干涉仪以及扫描电子显微镜分别对钢样的显微组织形貌和磨痕形貌进行了表征,结果表明:随着Cl-浓度的增加,钢样摩擦系数降低,在腐蚀的耦合作用则会加剧材料损失,导致磨痕轮廓截面变宽、磨损量增加、腐蚀电位发生负移,钢样的腐蚀加剧.其中磨损量由占材料损失量的86.2%降至78.2%.当钢样处于开路电位时,低盐度模拟海水中磨损机制为磨粒磨损为主伴随腐蚀磨损,高盐度模拟海水中磨损机制为腐蚀磨损和疲劳磨损共存;处于阴极保护电位时,在各种Cl-浓度(0~1.2 mol/L)下的磨损机制都以磨粒磨损为主.通过对摩擦腐蚀耦合的定量分析,证实了两者相互促进,且在Cl-浓度达到0.6 mol/L时摩擦与腐蚀的协同耦合作用影响最大.

FH36耐低温高强度船板钢的试制

介绍了莱钢试制FH36耐低温高强度船板钢的实践。通过设计合理的化学成分,采用LF+RH双精炼工艺冶炼,TMCP工艺轧制,成功开发出FH36高强度船板钢,各项性能指标满足标准要求,-60℃冲击功达到200J。

FH36高强度船板组织和性能研究

采用NbTi微合全化成分设计以及TMCP工艺轧制，在实验室成功研制了TMCP-FH36船体结构用钢。试验钢轧态组织为“铁素体＋贝氏体＋珠光体”，晶粒细小，综合力学性能完全满足船级社规范要求，特别是在-60℃试验温度下，冲击功达到200J以上。

FH36船板钢抗疲劳性能分析

采用双对数线性拟合和J积分法计算了FH36钢的Paris公式与疲劳断裂韧性值,结合试验和SEM表征了FH36钢疲劳裂纹扩展和疲劳断裂韧性断口的特征。基于ANSYS对疲劳裂纹扩展过程进行了数值模拟分析。结果表明,疲劳断裂的韧性断口为微孔聚集断裂机制,模拟的裂纹前沿应力强度因子幅值随裂纹长度的变化趋势与试验结果一致。

正火工艺对FH36级高强船板组织和性能的影响

采用光学显微镜和力学性能测试设备研究了不同正火工艺对FH36级高强度船体用结构钢板组织和性能的影响。试验结果表明,随着正火温度的提高,钢板强度有所降低,伸长率逐步提高,低温冲击韧性得到改善;随着正火时间的延长,钢板强度、伸长率、低温冲击韧性先升高后降低。

350t克令吊船体基座用FH36-TM高强度钢板焊接工艺探讨

本文探讨FH36-TM高强度船用厚钢板焊接方法,选择合理的焊接工艺、焊接材料,确保焊接接头的性能,对保证产品的质量和提高生产效率有着重要指导作用。

LT-FH36低温钢FCAW焊接工艺试验研究及应用

在LPG船"波斯"号修理过程中,其液货舱内、甲板与舱壁板出现腐蚀和裂纹,母材材料为低温钢LT-FH36。根据船检社规范,公司需要具备焊接低温钢的焊接工艺评定且须LR船级社认可。为了满足船检、船东的要求,查阅相关资料,经与LR船级社联系、协商,在其现场验证监督下,共计做了3项药芯气体保护焊(FCAW)焊接工艺认可试验,试验结果合格,最终得到LR船级社正式文件批复和签字认可,填补了公司低温钢药芯气体保护焊接空白,为公司修船经营和实际生产提供了技术支持。

FH32-HD和FH36-HD高延性船板钢的开发及控冷工艺

采用低C和Nb+Ti复合添加的成分设计,通过优化“弛豫-层流冷却-空冷”的控冷工艺开发出了FH32和FH36两种强度级别的高延性船板钢,对其拉伸性能及显微硬度进行测试,拉伸采用全厚度A_(5)比例试样,利用扫描电镜和能谱仪对试验钢显微组织和夹杂物进行了观察和分析。结果表明,随着开冷温度的降低,即弛豫时间的延长,会使铁素体更早地产生屈服,平均晶粒尺寸和软硬相之比增大;此外,片状珠光体增多,粒状贝氏体含量显著降低,整体伸长率有所升高,但强度富余量大幅减小。终冷温度的降低会使珠光体片层间距先减小后增大,组织中存在的贝氏体含量逐渐增多,形貌由粒状贝氏体转变为板条状贝氏体,强度呈上升趋势,但伸长率在600℃达到峰值后显著降低。

LPG船用低温钢板FH36的试制

本文介绍了LPG船用低温钢板FH36的试制。通过采用低碳高锰、超低磷硫控制、LF+VD复合精炼和夹杂物形态控制的纯净钢冶炼技术,轧制大压下技术和控制冷却技术,保证钢板的低温冲击和焊接性能。其结果表明:低温-80℃在1/4位置冲击功达到150J以上;强度,低温下CTOD的断裂韧性符合船用钢板标准要求;质量稳定,能够很好的满足船用低温钢板的使用要求。

超大型液化气体运输船用36公斤级低温钢的研制

介绍了华菱湘钢对超大型液化气体运输船用36公斤级低温钢板的研制。结果表明,采用超低碳、Al-Nb-Ti多元微合金化成分设计加控轧控冷工艺研制的高强度LT-FH36船用低温钢板,其金相组织以细晶粒铁素体和细小的贝氏体为主,屈服强度在430 MPa以上,抗拉强度在520 MPa以上,屈强比小于0.87,伸长率大于25%,-60℃以下低温冲击吸收功均在200 J以上,能够很好的满足超大型液化气体运输船用低温钢板的使用需求。