D36级高强度造船用钢板焊接性能的分析

为了适应近年来世界造船工业对造船用钢的需求,首钢迁安钢铁有限责任公司通过了九国船级社的认证。根据各国船级社的要求,对D36级高强度造船用钢板的焊接性能进行了试验研究,分析了试验用钢板焊接接头的力学性能、冲击性能、硬度以及显微组织。试验结果表明试验用钢板具有优良的焊接性能,完全满足各船级社对船板的严格要求。

超高强度船体结构钢的开发现状与趋势

为了给超超高强度船体结构钢的开发提供理论指导,从性能要求、强韧化机制和焊接性几个方面综述了超高强度船体结构钢的特征,结合国内外超高强度船体结构钢的开发现状,阐述了强化机制的调整是超高强度船体结构钢总体的发展趋势,其中以析出强化的增加为主要特点.通过分析各种析出强化粒子的引入在高强钢中的作用特点,认为综合考虑析出粒子的引入带来的细晶优化效果、组织转变优化效果与析出强化效果对韧性的影响是超高强度船体结构钢开发的技术难点之一,同时保持良好的焊接性是超高强度船体结构钢开发的另一技术难点.

静水压力交变对高强度船体钢腐蚀行为的影响

采用管形薄壁试样模拟密封结构,通过管形试样的应力状态计算、管形试样和相同尺寸实心圆柱试样的对比腐蚀实验,研究了静水压力交替变化对高强度船体钢在质量百分数为3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:静水压力交替变化引起的溶液中溶解氧变化影响了高压时的电化学过程以及金属表面形成的腐蚀产物,可降低恢复到常压后的金属的腐蚀速度;静水压力交替变化引起了管形薄壁试样表面的应力、应变变化,高压时试样表面的应力增大可明显促进金属的腐蚀,另外,应力、应变的交替变化改变了金属/腐蚀产物的界面性能,显著促进了金属在常压时的腐蚀。在4 MPa静水压力下,管形试样管壁表面产生30.5～34.5MPa的压应力,静水压力交替变化可使金属腐蚀速度增大20%以上。

4.5Ni钢表面裂纹的低周疲劳扩展行为研究

采用悬臂弯曲加载方式，以总应变范围作为受检和控制参数，分析了高强度４．５Ｎｉ钢表面裂纹的低周疲劳扩展行为，给出了裂纹扩展速率ｄ（２ａ）／ｄＮ与总应变范围ΔεＴ的关系式及关系曲线。同时对弯曲加载条件下低周疲劳损伤断口微观形貌进行了观察分析。指出４．５Ｎｉ钢的低周疲劳裂纹扩展方式主要是穿晶，疲劳辉纹为晶体学延性辉纹，疲劳裂纹扩展属于塑性钝化模型机制。

高强钢锥柱结合壳焊接残余应力的数值模拟和试验研究

高强度钢在船舶生产建造过程中已得到广泛应用。高强钢的焊接常常伴随着较大的焊接残余应力,直接影响到船体结构的安全及使用寿命。文章首先基于有限元分析软件ANSYS,利用其APDL语言开发了相应的焊接程序,对高强钢锥柱结合壳模型凸锥处环焊缝的焊接过程进行模拟,得到焊接残余应力的大小和分布;然后采用X射线无损检测方法对焊缝区域进行残余应力测量。结果表明:数值模拟结果与试验测量值是相吻合的,在焊缝焊趾处存在着较大的焊接残余应力,在熔合线外,随着距焊缝中心线距离的增加残余应力值迅速下降。

EH36高强度船体结构用钢的开发

介绍了安钢开发高强度船板EH36的主要工艺路线和技术要求。通过合理的成分、工艺设计及控制,研制出具有优异的综合性能的高强度船板EH36,且成分和性能完全符合船级社认证要求。

薄规格高强船板轧制工艺的研究

设计了采用厚规格连铸坯生产薄规格船板的工艺技术,并分析了两种不同轧制工艺下生产的薄规格EH40的力学性能和显微组织的差异。结果表明,自开坯工艺会显著影响到钢板的低温冲击韧性和微观组织。不合适的自开坯工艺使钢板混晶严重,并产生较多尺寸较大的异常晶粒,对钢板的低温冲击韧性不利。而采用大压下量、少道次数完成自开坯,会减轻钢板的混晶程度,消除尺寸较大的异常晶粒,显著提升钢板的低温冲击韧性。

高强度钢耐压锥柱壳体焊接残余应力数值分析

高强度钢耐压锥柱壳在工程焊接过程中产生的残余应力对结构的疲劳强度有着重要影响,有必要针对这类壳体的焊接残余应力进行数值分析。在大型有限元软件ANSYS的基础上,开发了相应的焊接程序,对焊接过程中结构的残余应力进行了数值模拟,并将模拟结果与相关的理论统计和实验值进行对比分析,显示这些结果是基本吻合的。在此基础上,对高强度钢耐外压锥柱结合壳体在不同几何和焊接参数下的焊接残余应力进行了三维有限元分析,得到了若干残余应力变化规律。这些结果为高强度钢耐压壳体焊接结构的疲劳强度计算提供了可靠的依据。

高强度钢船体焊接材料的使用要求、现状及发展趋势

综述了国内高强度钢船体用焊接材料的使用要求、现状及发展趋势。国内高强度钢船体用焊接材料的工艺焊接性与使用焊接性的要求极高,尤其是抗裂性与低温韧性。国内高强度钢船体焊接目前仍然以手工焊接为主,高效率焊接材料的应用还不普遍,且存在焊接材料的含氢量尚不能有效控制及低温韧性水平不高等问题。中国高强度钢船体焊接材料的发展趋势是实现船体优质、高效与低成本化焊接。其中,药芯焊丝MAG焊与MIG焊、实心焊丝脉冲MIG焊及超低碳贝氏体焊接材料将得到发展。

高强度钢船体焊接材料的使用要求与发展趋势

综述了我国高强度钢船体用焊接材料的使用要求、现状及发展趋势。

内压对锥柱耐压壳焊接残余应力影响的数值模拟与试验研究

耐压结构在使用前一般都要进行内压试验,经过内压试验后结构的焊接残余应力会发生改变。残余应力的变化会对结构的力学特性有一定影响。文章首先运用ANSYS的APDL语言编写了大尺度锥柱耐压壳模型焊接残余应力数值模拟程序,对耐压结构的初始残余应力和经过内压试验后残余应力的变化进行计算;然后,采用X射线无损检测方法对该大尺度锥柱耐压壳模型的初始残余应力和经过内压试验后的残余应力进行测量。计算结果与试验结果表明,随着内压增加,内壳残余拉应力不断降低;而外壳残余压应力则变化不大;并且数值模拟结果与试验结果基本吻合。该文研究结果为更加合理可靠地进行耐压结构力学特性分析提供了理论依据。

首钢高强船板的研制开发

针对高强船板的使用要求，结合首钢的设备工艺条件，阐述了首钢高强船板的化学成分设计思路和工艺控制要点，分析了板坯表面质量的影响因素，提出了改进方法。同时，分析了控轧控冷工艺对高强船板组织性能的影响，介绍了首钢高强船板的实物质量水平。

回火温度对超高强韧船体结构钢力学性能的影响

借助OM、SEM、EBSD及力学性能测试等手段,研究了回火温度对低碳超高强韧船体结构钢显微组织及力学性能的影响。结果表明,经不同温度(500~650℃)回火2 h后,试验钢的显微组织均为回火索氏体,随着回火温度的升高,钢中析出渗碳体数量及大角度晶界含量逐渐增加;力学性能测试结果显示,试验钢的抗拉强度和屈服强度随回火温度的升高而降低,屈服强度在回火温度区间内均在782 MPa以上,达到超高强度船体钢的要求;试验钢的塑性和韧性随着回火温度的升高有所提升,延伸率和室温冲击吸收功分别保持在12%和212 J以上,且当回火温度为650℃时,试验钢于-80℃下的冲击吸收功高达64 J,这主要与钢中大角度晶界含量有关。

超细高强度钢制造重型车冲焊桥壳的可行性研究

选择390Q超细高强钢为研究对象,比较了390Q与16MnL钢的相关性能,详细研究了390Q超细高强度钢的显微组织与性能的变化规律和特性,指出390Q超细高强度钢焊接时有焊缝热影响区的强度自补特性,证明390Q超细高强度钢是较合适的重型车冲焊桥壳的制造材料。

锥柱耐压壳高强度钢典型焊接接头残余应力研究

锥柱耐压壳常采用高强度钢建造,高强度钢对焊接残余应力较为敏感,因此有必要针对耐压结构典型焊接接头的残余应力进行研究。本文基于热弹塑性相关理论,采用Ansys的APDL语言编制焊接残余应力数值模拟程序。研究板厚、板宽、锥角以及焊接速度、焊喉温度对典型焊接接头轴向焊接残余应力的影响。研究表明:锥柱耐压壳凹面焊趾附近区域残余拉应力较大,应作为疲劳强度研究的重点区域。板厚和焊喉温度对残余拉应力的影响较残余压应力大;板宽和锥角对残余拉、压应力影响均较大。本文的研究可以控制焊接残余应力和优化焊接加工工艺,并为后续耐压结构疲劳强度的研究奠定相关理论基础。

超细高强度钢制造重型车冲焊桥壳的可行性研究

选择390Q超细高强钢为研究对象,比较了390Q与16MnL钢的相关性能,详细研究了390Q超细高强度钢的显微组织与性能的变化规律和特性,指出390Q超细高强度钢焊接时有焊缝热影响区的强度自补特性,证明390Q超细高强度钢是较合适的重型车冲焊桥壳的制造材料。

首钢高强度船板钢的生产实践

结合首钢的设备工装条件，介绍了生产高强船板钢的基本情况，论述了冶炼和轧制的工艺控制情况，分析了产品的实物质量，总结了首钢生产船板钢的生产经验。

高强度钢结构焊接预热和后热工装的设计

船体结构目前的升级产品主要由高强度钢(屈服强度σb=920～980 MPa)构成,焊接多以手工焊为主。在复杂的船体结构体中,为确保焊缝尽可能处于水平位置焊接,结构部件需多次调整方位。焊接过程中,手工焊接操作的差异性、各工位施工状态的差异性、环境差异性、部件调整方位前与后布置预/后热工装的差异性等因素,使得设计时更需考虑预/后热工装使用的通用性、适用性、保温性以及电力控制系统电压与功率的平衡性等要求。

船用高强钢DH36垂直自动气电焊的试验与研究

分析了垂直自动气电焊焊接性能的影响因素,通过普通轧制船用高强钢DH36与采用TMCP工艺生产的高强钢垂直自动气电焊性能试验比较,提出了改善大间隙状况下垂直自动气电焊焊接接头低温冲击韧性的方法,即:选用低温高韧性、热敏感性小的TMCP钢;采用具有良好低温冲击韧性的药芯焊丝。

MR油船货舱区高强钢比例研究

本文基于详细设计阶段CSR规范三舱段有限元模型对MR油船货舱区进行重量估算与高强钢使用比例统计,就高强钢在MR油船船体结构中的应用比例进行了初步的分析与总结,探讨了在不改变船舶尺度的情况下如何降低空船重量与建造成本。