奥氏体不锈钢焊缝金属-196℃低温冲击韧性工艺试验

奥氏体不锈钢焊缝金属-196℃低温冲击韧性工艺试验

一、奥氏体不锈钢焊缝金属-196℃低温冲击韧性工艺性试验(论文文献综述)

闵晓峰,王元兴,吴梦先,潘伍覃,侯华东,蒋杰[1](2021)在《SUS304L用高韧性不锈钢焊材选择与性能研究》文中研究说明分别采用316LMn, 385,317L,308L和316L的焊条和氩弧焊丝焊接SUS304L,重点研究了焊缝金属在经过570℃×1 h热处理后-196℃冲击吸收能量及焊接工艺性能。385和316LMn全奥氏体熔敷金属低温韧性优异且稳定性好,308L,317L和316L的焊条和焊丝,通过优化平衡Cr, Ni当量控制铁素体数小于3,焊缝金属-196℃冲击值稳定在50 J以上。熔敷金属为全奥氏体的焊材焊接时,需要控制线能量,防止出现热裂纹,当熔敷金属Mn含量较高时,可以有效减少热裂纹的产生。SUS304L设备焊材选用时,需要进行综合考虑,合理选用国内外熔敷金属为超低碳全奥氏体或超低碳、低铁素体含量的焊材,在保证质量的前提下,可避免焊材性能匹配过渡溢出。

张洪林[2](2021)在《低温工程用高强高韧不锈钢大锻件构筑成形与组织性能控制》文中指出某先进低温工程是支撑飞行器自主研发,引领空气动力学及其相关学科研究发展的战略性、基础性设施。00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢大锻件作为该低温工程核心构件,其性能直接影响系统的运行安全。目前,国内仍缺乏百吨级马氏体不锈钢大锻件的制造经验。传统电渣重熔钢锭内部易出现成分偏析及气体元素含量超标等问题,严重影响大锻件冶金质量。为解决该问题,中国科学院金属研究所率先提出金属构筑成形技术,利用高品质板坯制备大尺寸均质化母材,并已经成功应用于制备示范快堆堆容器支承环、大型压力容器锻件等关键部件,但对于不锈钢构筑界面愈合机制,特别是界面氧化物的溶解消失理论还不足够明晰。另外,极端低温环境及往复冲击载荷工况要求大锻件具备高强度、高低温冲击韧性。然而,实际热处理过程中的尺寸效应使得不同截面厚度处组织及性能出现差异,严重降低产品级大锻件的使役安全性。因此,有必要开展材料热处理工艺与组织性能研究,为制备高强高韧不锈钢大锻件提供理论指导。本文以00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢为研究对象,系统开展热处理工艺—微观组织—力学性能关系研究,并采用第一性原理计算方法揭示不锈钢构筑界面氧化物热力学分解及扩散机理。本论文主要研究内容及结论如下:(1)研究了时效温度对00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢组织及力学性能的影响。基于多尺度微观组织表征及热力学相图计算,发现随时效温度升高,实验钢中逆转变奥氏体含量增加,并伴随马氏体基体回复。当时效温度升高至560℃后,形成马氏体+奥氏体双相组织。尽管存在Ni元素的竞争,η-Ni3(Ti,Al)析出与奥氏体逆转变能够独立发生。当时效温度升高至500℃以上,η析出相出现粗化进而溶解。通过优化得到较佳时效温度为500℃,获得时效马氏体基体、逆转变奥氏体及稳定η析出相组成的多级组织,从而获得高强度(~1 GPa,25℃;~1.4 GPa,-196℃)及可用的低温冲击韧性(~60 J,-196℃)。基于Orowan绕过机制,η相析出强化效应评估值为443 MPa,而增加的逆转变奥氏体(~21 vol.%)并未牺牲强度;其低温冲击韧性机制主要包括来源于条状逆转变奥氏体的TRIP韧化效应以及马氏体基体取向差增加的组织特征。(2)研究了具有超细晶双相组织00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢组织演化和强韧化机制。采用两次低温固溶+500℃中温过时效新工艺,可制备具有超细晶马氏体和奥氏体双相组织的高强度、高低温韧性马氏体时效不锈钢。相比于传统高温固溶+峰时效的热处理工艺,新工艺可使实验钢在不显着降低屈服强度的条件下,77 K低温韧性(V型缺口冲击吸收功:140 J)提升12倍。微观组织表征结果证实,η-Ni3(Ti,Al)析出相生长动力学受到Al及Mo元素在马氏体基体中低配分水平的限制,这使得η相具有良好时效稳定性而避免在过时效阶段溶解。大量纳米级析出相存在于马氏体及奥氏体中,这种时效相在双相组织中同时析出的特点保障了实验钢的高屈服强度;而新工艺下实验钢优良的低温韧化机制包括:高含量FCC奥氏体相,冲击过程中TRIP韧化效应以及双相超细晶结构。(3)研究了不锈钢构筑界面氧化物热力学分解机制及动力学扩散行为。将经典热力学与第一性原理计算相结合,采用GGA+U方法构建与氧化学势相关的Mn-Cr-O相图可确定MnCr2O4热力学稳定区域。由于对形成能的高估及氧化物类型的复杂性,该区域范围要宽于实验结果,但所预测氧化物的转变规律是一致的。MnCr2O4稳定存在的氧化学势区间为:-28.95~-386.97 kJ·mol-1。在该区间内,不同Mn及Cr二元氧化物或金属相与MnCr2O4共存情况取决于O及Mn的化学势。计算结果表明,在热压缩连接界面处存在氧化、还原及解离等过程;当不锈钢界面处的氧化学势小于-386.97 kJ·mol-1时,热力学上所有金属氧化物将分解为金属相及解离氧。另外,基于热压缩连接界面氧化物表征,确定了 00Cr12Ni10MoTi实验钢构筑界面存在Cr2O3类型氧化物,并在高温保温过程中能够自发分解并溶解于基体。构建出特定环境变量下Cr2O3/FCC-Fe界面模型,采用过渡态理论计算了氧从氧化物一侧向基体一侧迁移的扩散驱动力。计算结果表明,在1200℃及e-10 atm氧分压条件下,O终端界面在热力学上更为稳定并且有利于氧空位形成。Cr2O3一侧氧扩散势垒依赖于路径:相比于Cr原子桥位,O原子倾向于穿过Cr原子配位四面体表面实现扩散。由于高扩散激活能(720 kJ·mol-1),Cr2O3溶解受到解离氧原子向界面扩散过程的控制。高温保温处理将有利于上述过程发生,而Cr2O3/FCC-Fe界面作为能量有利路径能够促进氧向铁基体中扩散。

丁彦胜[3](2020)在《深冷容器不锈钢S30408应变强化机制及焊接技术研究》文中进行了进一步梳理本课题基于某石化设备公司的项目要求,采用自动埋弧焊接技术实现了不同规格S30408不锈钢储罐的焊接,并对接头进行室温应变强化处理,对强化后接头力学性能进行评定,并研究了焊接接头在应变强化过程中组织演变规律,分析了接头不同区域强化效应差异,以及应变强化对接头耐蚀性和残余应力的影响。对奥氏体不锈钢储罐的生产提供了理论和试验依据。对奥氏体不锈钢试板进行焊接,并对焊接接头进行9%预拉伸强化处理。结果表明,强化前后焊缝组织主要为奥氏体和δ-铁素体组织,铁素体形态为骨架状或板条状等。强化后在奥氏体晶界内产生呈平行或交叉平行排列的形变马氏体,并且马氏体相变是一种无扩散点阵畸变型的固态相变。形变马氏体出现的区域主要在热影响区和母材区,熔合线处有少量马氏体存在,而焊缝中并无马氏体产生。焊接接头电化学腐蚀试验研究表明,应变强化前后焊缝区点蚀现象不明显,焊缝区耐蚀性优于母材。而应变强化后,母材区由于组织转变生成腐蚀电位低的形变马氏体,发生明显的点蚀现象,耐蚀性能降低。通过力学性能分析试验,在该焊接工艺下获得的焊接接头力学性能均满足压力容器生产制造标准。强化后接头屈服强度和抗拉强度均有所提升,达到了应变强化的效果。拉伸和低温冲击断口形貌分析可知,强化前后拉伸断口均为准解理断口形貌,强化后焊缝低温冲击断口主要以韧性断裂为主,存在撕裂韧窝和第二相粒子,热影响区断口存在解理台阶、二次裂纹和河流花样的断口形貌,为典型的准解理断裂。通过形变率试验研究了应变强化过程中焊接接头各部分形变量分布规律,接头在应变强化过程中各区域的形变率呈非均匀变化,其中焊缝形变率最低,热影响区次之,母材区最高。显微硬度分析表明,强化后由于生成高硬度的形变马氏体,焊接接头硬度值显着提升,其中焊缝区主要发生位错强化,热影响区和母材区发生相变强化,显微硬度变化趋势与形变率趋势相对应。焊接过程中的有限元模拟结果表明,强化前焊接接头中存在较大的焊后残余应力,接头强化后应力得到释放,应力分布均匀,并稳定在低应力值水平。随着应变量的增加,接头中残余应力值基本无变化,而垂直于焊缝方向上的横向应力由于和拉伸加载方向相同有变大的趋势,但整体变化幅度较低。

夏小维[4](2020)在《大型复杂形体真空室窗口领圈电子束焊接模拟及工艺研究》文中研究说明人类的生存与发展都与能源有密切关系。然而随着经济发展,整个人类都面临着日益迫切的能源需求与现有资源日趋减少的矛盾。受控聚变能是目前被认为最为理想的新型能源。正在建设中的中国聚变工程实验堆(Chinese Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)是我国自主研发的下一代磁约束聚变试验装置。它的双层壳体结构真空室作为磁约束聚变堆主机最核心部件之一,其主要功能是建立、维持、支撑、提供超高真空环境以及辅助加热、诊断,因此真空室需要具备极高的可靠性。真空室窗口领圈是真空室主体D形结构与窗口延伸段的连接部分,其外形轮廓复杂,难以通过钢板热压成型完成制造。本文在国际热核聚变实验堆计划专项项目“真空室成型焊接及装配关键技术研究”的支持下,采用数值模拟与焊接试验相结合的方法,研究分析了复杂外形轮廓真空室窗口领圈拼焊过程中焊接变形精确控制理论和厚板电子束焊接接头质量控制关键技术问题。首先基于热弹塑性理论的焊接模拟方法,模拟真空室窗口领圈局部50mm厚超低碳奥氏体不锈钢电子束对接焊动态过程,提取出焊接热循环曲线与焊后残余应力分布,揭示了厚板高能密度焊焊缝成形机理。其次,提取局部模型单道焊焊后焊缝以及热影响区的固有应变值,基于固有应变理论,使用商业焊接模拟软件Sysweld-Weldplanner模拟研究了真空室窗口领圈电子束拼焊过程中的焊接顺序、夹持条件对焊后变形和残余应力的影响,得到最优焊接顺序和工装夹持条件,并通过实际窗口领圈焊接试验验证了模拟的可靠性。研究了超低碳奥氏体不锈钢厚板电子束焊焊接工艺。通过连续调节电流或聚焦的试验方法,优化得到了与超低碳奥氏体不锈钢厚板电子束焊焊接工艺相适应的聚焦电流、焊接速度、束流等工艺性能参数;对比研究分析了带有扫描偏转焊接工艺与无扫描偏转焊接工艺的焊接试验,进一步优化焊接参数,改善了焊缝成形,获得了均匀的平行焊缝。研究分析了厚板电子束焊接接头的不均性特征。通过沿焊缝熔深方向,分层分段分析焊接接头的晶粒尺寸、晶粒组成、元素成分和显微硬度、拉伸强度、冲击韧性等力学性能的差异以及变化规律,阐释了厚板电子束焊接接头的不均性特征,揭示了超低碳奥氏体不锈钢厚板电子束焊接接头的凝固速率、凝固模式、显微组织与力学性能之间的物理本质联系及焊缝成形过程机理。最后,提出了电子束拼焊技术成型的工艺优化方案及其工装设计的优化。为真空室窗口领圈的研制提供了理论依据和工艺技术支撑,具有工程应用价值。

许轲[5](2020)在《中厚板BG890QL高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形及断裂行为研究》文中指出BG890QL低合金高强钢具有强度高,低温韧性好等特点,成功应用于工程机械领域。然而,常规电弧焊接方法导致中厚板BG890QL焊接效率较低,为了提高BG890QL低合金高强钢中厚板的焊接效率,论文采用激光-电弧复合焊接方法,研究激光电弧复合焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律,同时开展焊接接头常规力学性能及断裂力学行为研究。本研究阐明高梯度组织接头对裂纹扩展驱动力的影响机理,厘清激光电弧复合焊接接头各区断裂抗力与组织、区域宽度的内在关系,为BG890QL中厚板复合焊接接头服役提供试验数据及技术支撑。首先,研究了电弧激光复合热源工艺参数对BG890QL钢板焊缝成形的影响,并探讨了坡口形式对接头熔透行为的影响机理。试验研究发现,基于激光-电弧双热源耦合作用,复合焊过程中在激光引导且光丝间距为4mm时,得到表面成形较好,内部无明显缺陷产生的焊接接头,此时焊缝熔深约为10mm左右。提出了开双面坡口的复合焊方法,提高了背部焊缝熔透性及正面焊缝成形质量,有效抑制了背部焊瘤等缺陷,实现了16mm厚BG890QL中厚板激光复合焊焊缝双面成形控制。基于高速摄影观察,分析了激光与电弧等离子体在坡口中的耦合行为,发现当光丝间距为2mm时,电弧和激光等离子体出现强烈耦合,导致熔池波动剧烈,飞溅增多,焊缝表面成形较差;当光丝间距为4mm时,激光和电弧等离子体出现弱耦合现象,等离子体面积较大,亮度较弱,随着坡口内熔池液面升高,电弧和激光耦合作用进一步减弱,激光焊的熔深优势和电弧焊的填充能力均得到充分体现,从而获得了较好的熔深和焊缝表面成形。激光打底焊接时,采用背部开倒V型坡口,获得良好的背部成形,这是由于倒V型坡口的引入,使得高温流体沿坡口侧壁铺展并冷却,有效抑制了熔池金属下淌,从而避免了焊瘤的形成。其次,对复合焊接接头的微观组织进行系统地表征与分析,阐明了显微组织对冲击韧性的影响机制。激光电弧复合焊焊缝顶部为等轴晶,两侧由柱状晶组成,其微观组织主要为板条马氏体和粒状贝氏体;激光电弧复合焊接过程冷却速度较快,致使焊缝组织淬硬,其硬度高于母材,约为410HV1。热影响区分为粗晶区、细晶区、两相区和过回火区,其组织主要由回火马氏体组成;热影响区内最低的显微硬度约为350HV1,其位于两相区和过回火区的交界处附近;粗晶区由于晶粒粗大且含有过饱和马氏体,导致硬度最高达435HV1。焊缝和热影响区均析出了Fe3C相,且焊缝区的Fe3C相尺寸大于热影响区,约为350nm。热影响区在室温和低温下的冲击功均高于焊缝,分别为147J和66.5J,这是由于裂纹扩展过程中受到硬度较低的两相区、过回火区和母材的拘束,加之基体中块状马氏体的存在促进裂纹偏折,裂纹扩展难度增大。同时,热影响区中含有较多稳定的小角度晶界和Σ3晶界(约为8%),使得其抵抗裂纹扩展的能力增加,冲击韧性得到提高。焊缝冲击韧性低于热影响区,这是由于焊缝中含有马氏体和粒状贝氏体组织,相界处应变集中程度较高,加之焊缝中Fe3C相尺寸较大,并存在较多不稳定的大角度晶界(约为66%),致使微孔洞易于形核,因此焊缝具有较强的裂纹萌生倾向。同时,焊缝晶粒取向相对复杂,各向异性程度较大,易于形成严重的应变集中,导致裂纹扩展抗力降低。最后,研究了复合焊焊接接头各部位的断裂韧性及断裂驱动力,探究了接头各区域的抗断裂能力。采用Weibull应力表征脆性裂纹的断裂驱动力,计算结果表明:弧焊接头焊缝的裂纹扩展驱动力为2241MPa,激光焊缝裂纹扩展驱动力高于弧焊焊缝144MPa(6.4%),复合焊缝的裂纹扩展驱动力高于弧焊焊缝62MPa(2.8%),说明弧焊焊缝抗断裂能力最强,与断裂韧性试验测量结果规律一致。屏蔽效应提高了激光与复合焊缝的抗裂纹扩展能力。在焊接接头中激光焊缝获得的屏蔽效应最高为126MPa,其次是复合焊焊缝77MPa。在该屏蔽效应下,使得激光与复合焊缝的裂纹扩展驱动力得到了明显降低。此外,激光焊接接头中热影响区的裂纹扩展驱动力为2037MPa,与复合焊热影响区相当,略低弧焊热影响区。表明激光焊和复合焊超窄的热影响区(<1mm)提高了其抗裂纹扩展能力及断裂韧性。

韩昊亮[6](2020)在《ENi620焊条焊接LNG低温用钢熔敷金属组织性能研究》文中指出在生态环境污染日益严重的形势面前,为了改善环境,缓解气候变化,提升能源使用结构的质量,深入贯彻落实国家可持续发展战略计划,液化天然气,即LNG相比其他石头煤炭等矿产资源甚至气态天然气更具有可选价值和更广的发展潜力。随着我国政策对LNG产业链的扶持,目前国内研发国内生产国内使用的LNG用低温用钢已完全不需要再从国外进口,但是配套LNG低温用钢的焊材目前仍然依赖进口,阻碍了LNG产业的发展,我国的能源战略蓝图受到一定的阻力。论文探索了国产自制LNG低温储罐用镍基ENi620焊条焊后熔敷金属的一系列研究。采用焊条电弧焊进行焊接试验,采用金相显微镜、扫描电镜方法表征熔敷金属微观组织,力学性能通过拉伸、冲击、硬度试验表征,并通过光谱法测定熔敷金属化学组成。结果表明:国产自制ENi620焊条焊后熔敷金属合金元素的引入含量适宜,Si元素含量超过预期设计,原因为焊接工艺性稍弱,熔池脱渣效率不高。焊后熔敷金属性能良好,抗拉强度≥680MPa,-196℃下冲击功可达80J,且塑性有大幅度提升,符合LNG低温钢的焊接要求。熔敷金属为奥氏体加析出相组织,主要形貌为柱状晶,并带有偏析。针对焊后熔敷金属中发现的焊接气孔缺陷,论文研究了改变焊条烘干温度对熔敷金属的影响及气孔本身对熔敷金属的影响。采用金相显微镜、扫描电镜观察气孔及气孔周围组织的形貌,通过EDS能谱研究气孔内的元素分布,通过EBSD研究气孔对晶粒晶界的影响,通过XRD研究其主要物相变化,力学性能由拉伸和冲击表征,化学成分由光谱法测定。结果表明:改变焊条的烘干温度对焊后熔敷金属的成分组织性能均有影响,且焊条烘干温度450℃下烘干3小时后进行焊接可有效避免熔敷金属中的气孔缺陷。在300-450℃内,提升焊条烘干温度将改变熔敷金属的化学组成,细化晶粒,提高熔敷强度与塑性。对气孔研究后结果表明:熔敷金属中存在的气孔最大可能性为CO气孔,气孔的存在不改变其周围熔敷金属奥氏体晶粒,对周围晶粒的尺寸及生长方向产生影响。

孙振超,李鹏远,侯炳林,杨小杰,束润涛,杨鹏,许丹[7](2020)在《焊接方法对316LN奥氏体不锈钢焊缝金属低温韧性的影响》文中研究指明采用手工TIG焊、手工MAG焊及窄间隙自动TIG焊分别对超导聚变堆用316LN奥氏体不锈钢进行焊接试验,并在液氮温度下进行夏比冲击试验。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等研究了接头微观组织及夹杂物对奥氏体不锈钢焊缝金属低温韧性的影响。结果表明,两种TIG焊焊缝金属77K冲击韧性均达到100J以上,满足超导聚变堆设计要求。手工MAG焊焊缝金属77 K冲击韧性不到80 J,未能达到要求,其焊缝中具有方向性的粗大柱状晶及Si O2等硬脆夹杂物的大量析出导致手工MAG焊焊缝金属低温韧性最低。窄间隙自动TIG焊微观组织为大量胞状晶,气体保护效果好,夹杂物少,且母材中含量较高的S元素形成高塑性的MnS包裹在硬脆夹杂物上,其低温冲击韧性最好。手工TIG焊焊缝微观组织较手工MAG焊要好,但气体保护效果比窄间隙自动TIG焊要差,夹杂物较多,其低温韧性介于二者之间。

靳树强,马风辉[8](2020)在《低温用碱性不锈钢焊条E308L-15的研制》文中研究表明文中介绍一种用于-196℃低温环境下的碱性奥氏体不锈钢焊条E308L-15。测试了熔敷金属的化学成分、铁素体数、金相组织、耐晶间腐蚀性能、室温强度和-196℃低温冲击韧性。结果表明,所开发的E308L-15焊条熔敷金属的金相组织由奥氏体和少量铁素体组成,并且随着熔敷金属氧含量的降低,-196℃夏比V形缺口冲击吸收能量增加,讨论了影响熔敷金属低温冲击韧性的因素,提出了提高熔敷金属低温冲击韧性的方法。

张振宁[9](2020)在《S30403不锈钢焊接接头低温冲击韧性和腐蚀性能研究》文中研究指明奥氏体不锈钢(ASS)是指以奥氏体为基体相的不锈钢,具有良好的力学性能和耐腐蚀性能。S30403不锈钢是ASS中的一种。在某些特定环境下,S30403不锈钢的抗冲击性能和耐腐蚀性能是影响其寿命的重要因素。因此,本文以不同热处理工艺条件下的S30403不锈钢焊接接头为材料,通过试验研究了热处理对其低温冲击韧性、腐蚀性能的影响,并且依据试验数据,利用相场法对S30403不锈钢焊接接头的点蚀和电偶腐蚀进行了模拟。论文具体工作内容和结果如下:组织分析:通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电镜(TEM)分别对S30403奥氏体不锈钢接头的宏观与微观组织进行观察,研究热处理工艺对接头显微组织的影响,结果表明:对于不同热处理工艺的接头,其组织的形貌、尺寸之间有所差异。热处理条件为590℃×1.5h时,其晶界附近会出现大量富铬碳化物。低温冲击韧性研究:通过低温冲击韧性试验研究了热处理工艺对S30403不锈钢焊缝低温冲击韧性的影响。结果表明:不同热处理工艺下的S30403奥氏体不锈钢焊缝的平均冲击值相对于焊态焊缝均有不同程度的下降,且下降程度随热处理温度的升高而增大。腐蚀性能研究:通过电化学腐蚀试验研究了热处理工艺对S30403不锈钢焊缝的电化学腐蚀性能的影响。结果表明:热处理使S30403不锈钢焊缝的腐蚀敏感性增大,且腐蚀敏感性随着热处理温度的提高而增大;热处理使S30403不锈钢焊缝腐蚀后的腐蚀速率减小,且腐蚀速率下降的程度随着热处理温度的提高而增大;热处理使S30403不锈钢焊缝的电偶腐蚀效应减小,且减小程度随着热处理温度的提高而增大。点蚀模拟:利用相场理论和相关试验数据研究了S30403不锈钢焊缝的点蚀。结果表明:在点蚀的活化控制阶段,点蚀深度与时间成正比;在点蚀的扩散控制阶段,点蚀深度与时间的1/2次方成正比;根据模拟结果计算出的阳极极化曲线在活化控制阶段与Tafel曲线拟合良好;相场引导方程中的界面动力学参数与界面移动速率成线性关系;界面动力学参数越大,则腐蚀速率越快,点蚀坑的深度也越大;二维点蚀扩展过程中的点蚀边界上每一个点的扩散距离在相同时刻都相等。电偶腐蚀模拟:利用相场理论、电偶腐蚀理论和相关试验数据研究了S30403不锈钢焊缝的电偶腐蚀。结果表明:相场引导方程与电偶腐蚀引导方程可以通过界面动力学参数相耦合;相场引导方程中的界面动力学参数与电偶腐蚀引导方程中的腐蚀电流密度相关;S30403奥氏体不锈钢中的阴极(奥氏体)在电偶腐蚀过程中会受到作为阳极(铁素体)的阴极保护作用;阳极的腐蚀程度不均匀,且腐蚀程度与电流密度的分布相关。点蚀和电偶腐蚀的模拟结果表明:相场方法对于理解腐蚀的过程很有帮助。

蒋国辉,李晓强,刘新儒,王兴旺[10](2019)在《S30403不锈钢焊缝金属-196℃冲击试验的探讨》文中提出本文结合S30403不锈钢焊接试验,分别介绍了焊条电弧焊、埋弧焊焊缝的焊接工艺,并对提高奥氏体不锈钢焊缝金属-196℃冲击性能的焊接要点、焊材选用原则进行了阐述和分析。

二、奥氏体不锈钢焊缝金属-196℃低温冲击韧性工艺性试验(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、奥氏体不锈钢焊缝金属-196℃低温冲击韧性工艺性试验(论文提纲范文)

(1)SUS304L用高韧性不锈钢焊材选择与性能研究(论文提纲范文)

0 引言
1 高韧性不锈钢焊材选择
2 试验材料与方法
3 焊缝金属的组织
4 焊接接头-196 ℃冲击试验
5 不锈钢焊条的焊接工艺性能
    5.1 脱渣性
    5.2 仰焊性能
6 压板对接焊接裂纹试验
7 应用情况
8 结论

(2)低温工程用高强高韧不锈钢大锻件构筑成形与组织性能控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 典型低温工程及选材
        1.2.1 LNG船用钢
        1.2.2 热核聚变工程实验堆组件
        1.2.3 超低温压缩机
    1.3 低温用马氏体时效不锈钢
        1.3.1 低温用马氏体时效不锈钢研究现状
        1.3.2 低温用马氏体时效不锈钢成分特点
        1.3.3 低温用马氏体时效不锈钢多相组织及强韧化机制
    1.4 低温工程用马氏体时效不锈钢大锻件制造工艺
        1.4.1 低温工程用大锻件研制难点
        1.4.2 低温工程用大锻件制备工艺
        1.4.3 低温工程用大锻件热处理工艺
    1.5 构筑成形界面愈合机理
        1.5.1 界面多尺度愈合机制
        1.5.2 界面氧化物演化实验研究
        1.5.3 界面氧化物高温溶解机制
    1.6 选题背景、意义及主要研究内容
第2章 主要研究方法
    2.1 引言
    2.2 试样制备
    2.3 相变点测定
    2.4 力学性能测试
        2.4.1 拉伸测试方法
        2.4.2 冲击测试方法
    2.5 微观组织表征及分析
        2.5.1 微观组织观察
        2.5.2 物相分析
        2.5.3 微区纳米压痕测试
        2.5.4 热力学计算
    2.6 界面氧化物演化的计算方法
        2.6.1 第一性原理计算方法
        2.6.2 密度泛函理论
        2.6.3 交换关联近似
        2.6.4 3d金属氧化物DFT+U方法
        2.6.5 过渡态理论及CINEB方法
        2.6.6 VASP计算软件介绍
第3章 时效温度对低温用马氏体时效不锈钢组织及性能的影响
    3.1 引言
    3.2 热处理工艺设计
    3.3 时效过程中多级微观组织演化
        3.3.1 时效态基体
        3.3.2 析出相与逆转变奥氏体
    3.4 时效温度对力学性能的影响
        3.4.1 拉伸性能
        3.4.2 冲击韧性
    3.5 纳米相析出强化及低温韧化机制
    3.6 本章小结
第4章 超细晶双相马氏体时效不锈钢强韧化机理
    4.1 引言
    4.2 新型热处理工艺设计
        4.2.1 设计原理
        4.2.2 工艺路线
    4.3 两步低温固溶工艺对基体组织的影响
        4.3.1 双低温固溶态基体
        4.3.2 双低温固溶过程中的非扩散型相变
    4.4 过时效处理构建超细晶双相组织
        4.4.1 短期时效处理后的组织
        4.4.2 过时效态双相组织
        4.4.3 双相组织中纳米析出相稳定性
    4.5 超细晶双相组织对力学性能的影响机理
        4.5.1 强韧性能
        4.5.2 双相析出强化
        4.5.3 多重低温韧化机制
    4.6 本章小结
第5章 不锈钢构筑界面氧化物分解与扩散机理研究
    5.1 引言
    5.2 316奥氏体不锈钢界面氧化物分解的热力学机制
        5.2.1 模型及计算参数
        5.2.2 氧化物类型结构
        5.2.3 氧化物形成能
        5.2.4 Mn-Cr-O热力学相图
        5.2.5 界面MnCr_2O_4热力学分解过程
    5.3 Fe-Cr-Ni马氏体不锈钢界面氧化物溶解现象及氧扩散行为
        5.3.1 实验方法
        5.3.2 界面氧化物演化
        5.3.3 界面构建与计算参数
        5.3.4 氧扩散行为
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录A 某低温工程用00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢大锻件研制与关键性能评价
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
作者简介

(3)深冷容器不锈钢S30408应变强化机制及焊接技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究意义及背景
    1.2 奥氏体不锈钢焊接技术
        1.2.1 奥氏体不锈钢焊接性
        1.2.2 奥氏体不锈钢焊接方法研究现状
    1.3 奥氏体不锈钢应变强化技术
        1.3.1 应变强化技术的发展
        1.3.2 奥氏体不锈钢应变强化技术研究现状
        1.3.3 奥氏体不锈钢焊接接头应变强化研究现状
    1.4 本课题研究内容
    1.5 本课题技术路线
第2章 奥氏体不锈钢焊接及试验方法
    2.1 引言
    2.2 试验材料
        2.2.1 S30408 化学成分
        2.2.2 S30408 力学性能
    2.3 焊接工艺
        2.3.1 焊接材料的选择
        2.3.2 焊接方法及工艺参数
    2.4 焊接接头力学性能试验
        2.4.1 焊接接头应变强化拉伸试验
        2.4.2 焊接接头低温冲击试验
        2.4.3 焊接接头弯曲试验
        2.4.4 焊接接头显微硬度试验
    2.5 焊接接头显微组织分析
        2.5.1 金相显微试验
        2.5.2 扫描电镜试验(SEM)
        2.5.3 X射线衍射试验(XRD)
    2.6 焊接接头耐蚀性试验
第3章 应变强化对焊接接头显微组织及耐蚀性能的影响
    3.1 引言
    3.2 奥氏体不锈钢焊缝凝固模式
    3.3 应变强化对焊接接头显微组织的影响
        3.3.1 应变强化5mm规格焊接接头显微组织分析
        3.3.2 应变强化6mm规格焊接接头显微组织分析
        3.3.3 应变强化12mm规格焊接接头显微组织分析
    3.4 SEM、EDS试验分析
    3.5 应变强化马氏体转变机理
    3.6 XRD分析试验
    3.7 应变强化对焊接接头耐腐蚀性能的影响
        3.7.1 点蚀的形成
        3.7.2 极化曲线的测量
        3.7.3 测量结果分析
    3.8 本章小结
第4章 应变强化对焊接接头力学性能的影响
    4.1 引言
    4.2 应变强化对焊接接头强度的影响
        4.2.1 拉伸断口形貌分析
    4.3 应变强化对焊接接头低温冲击韧性的影响
        4.3.1 应变强化后接头冲击断口形貌分析
    4.4 焊接接头弯曲试验分析
    4.5 焊接接头应变强化变形非均匀性研究
    4.6 焊接接头显微硬度分析
    4.7 本章小结
第5章 应变强化对奥氏体不锈钢焊接残余应力的影响
    5.1 引言
    5.2 焊接过程中的有限元分析理论
        5.2.1 焊接温度场控制方程
        5.2.2 焊接应力场控制方程
    5.3 焊接过程中的有限元分析
        5.3.1 对接焊模型的建立
        5.3.2 材料性能参数
        5.3.3 热源模型的选择和加载
        5.3.4 焊接边界条件的加载
    5.4 焊接过程的结果与分析
        5.4.1 焊接温度场分析
        5.4.2 焊接热循环曲线
        5.4.3 焊接应力场分析
    5.5 应变强化对焊接接头有限元分析
        5.5.1 加载和边界条件
        5.5.2 应变强化后焊接残余应力模拟结果
        5.5.3 不同加载下焊接残余应力的变化
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学位论文
致谢

(4)大型复杂形体真空室窗口领圈电子束焊接模拟及工艺研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 聚变堆真空室研究进展
        1.2.2 奥氏体不锈钢焊接接头应用与研究进展
        1.2.3 厚板焊接方法研究现状
        1.2.4 电子束深熔焊接研究现状
        1.2.5 焊接数值模拟研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料与设备
    2.2 复杂结构电子束焊接方法
        2.2.1 焊缝成形过程
        2.2.2 电子束焊的准备
        2.2.3 规范参数对焊缝成形的影响
        2.2.4 焊接缺陷及其预防方法
        2.2.5 奥氏体不锈钢的焊接技术
    2.3 试验方法
        2.3.1 窗口领圈数值模拟方法
        2.3.2 焊接工艺试验
        2.3.3 焊接接头显微组织和力学性能分析
    2.4 本章小结
第3章 50mm厚316L电子束焊接温度场和应力场数值模拟
    3.1 热弹塑性理论基础
        3.1.1 应力应变关系
        3.1.2 平衡方程
        3.1.3 求解过程
    3.2 数值模拟方法
        3.2.1 理论基础
        3.2.2 几何模型
        3.2.3 热源模型
        3.2.4 材料特性及边界条件
    3.3 温度场模拟结果及分析
        3.3.1 温度场分布特征
        3.3.2 焊接热循环曲线
    3.4 应力应变场模拟结果及分析
        3.4.1 焊接过程动态应力模拟结果分析
        3.4.2 焊接残余应力模拟结果分析
        3.4.3 焊接残余应力试验对比研究
    3.5 本章小结
第4章 窗口领圈焊接变形数值分析与控制
    4.1 固有应变法
        4.1.1 固有应变理论
        4.1.2 固有应变的确定
        4.1.3 固有应变法的应用
    4.2 上窗口内壳焊接变形预测
        4.2.1 研究模型
        4.2.2 边界条件
        4.2.3 结果与分析
    4.3 上窗口内壳电子束拼焊
    4.4 上窗口领圈内壳虚拟疲劳仿真分析
        4.4.1 焊缝疲劳寿命仿真方法
        4.4.2 疲劳分析结果与讨论
    4.5 本章小结
第5章 真空室窗口领圈电子束焊接工艺优化研究
    5.1 试验研究
        5.1.1 试验方法
        5.1.2 试验研究与测试分析
    5.2 焊接接头凝固模式和铁素体含量预测
    5.3 焊接接头宏观、微观组织分析
        5.3.1 焊接接头宏观以及微观组织分析
        5.3.2 枝晶臂间距(DAS)变化
        5.3.3 晶粒尺寸的变化
    5.4 焊接接头显微硬度分析
    5.5 讨论
    5.6 本章小结
第6章 厚板奥氏体不锈钢电子束焊接接头不均匀性研究
    6.1 试验方法
    6.2 无损检测
    6.3 焊接接头宏观、显微组织分析
    6.4 铁素体数
    6.5 焊接接头力学性能分析
        6.5.1 显微硬度
        6.5.2 拉伸性能
        6.5.3 冲击性能
    6.6 本章小结
第7章 全文总结
    7.1 研究工作总结
    7.2 本文主要创新点
    7.3 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(5)中厚板BG890QL高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形及断裂行为研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 低合金高强钢焊接研究进展
        1.1.1 低合金高强钢分类及其焊接性
        1.1.2 低合金高强钢主要焊接方法
        1.1.3 低合金高强钢接头组织特征
    1.2 中厚板低合金高强钢焊缝成形控制
        1.2.1 中厚板主要焊接方法
        1.2.2 中厚板焊接焊缝成形控制
    1.3 中厚板焊接接头力学性能评定
        1.3.1 中厚板焊接接头力学非均匀性
        1.3.2 中厚板焊接接头断裂性能
        1.3.3 低合金高强钢断裂韧性驱动力评估
    1.4 本课题研究内容及意义
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 焊接试验方法
        2.2.1 焊接试验设备
        2.2.2 焊接试验工艺
    2.3 力学性能试验方法
        2.3.1 显微硬度分析
        2.3.2 拉伸试验方法
        2.3.3 弯曲试验方法
        2.3.4 冲击韧性测试
    2.4 断裂韧度测试方法
    2.5 材料表征方法
        2.5.1 金相制样方法
        2.5.2 金相观察
        2.5.3 扫描电镜观察与能谱分析
        2.5.4 EBSD制样与观察
        2.5.5 透射电子显微镜观察
    2.6 激光复合焊过程中熔池及等离子体观察
    2.7 本章小结
第3章 激光-电弧复合焊工艺及接头成形影响因素研究
    3.1 激光焊焊缝成形影响因素及其控制
    3.2 激光-电弧复合焊焊缝成形及影响因素
        3.2.1 先导热源对焊缝成形的影响
        3.2.2 光丝间距对焊缝成形的影响
        3.2.3 复合焊热源参数对焊缝成形影响
    3.3 坡口中激光与电弧热源的耦合机理
        3.3.1 坡口中激光与电弧的耦合行为
        3.3.2 坡口中激光-电弧复合焊的熔池流动行为
    3.4 背部焊缝成形控制
        3.4.1 背部坡口对焊缝成形影响
        3.4.2 背部坡口对底部熔池形态影响
    3.5 中厚板焊接双面成形控制
    3.6 本章小结
第4章 激光-电弧复合焊接头组织形貌及其力学性能
    4.1 接头各区域微观组织表征
        4.1.1 焊缝组织特征
        4.1.2 热影响区组织特征
        4.1.3 接头显微硬度分析
    4.2 接头晶粒特征及析出相
        4.2.1 焊接接头晶粒特征
        4.2.2 焊接接头析出相特征
    4.3 接头力学性能与组织的关系
        4.3.1 冲击试验结果及裂纹扩展路径分析
        4.3.2 微观组织与冲击韧性的内在关联性研究
        4.3.3 拉伸及弯曲试验结果及分析
    4.4 本章小结
第5章 激光-电弧复合焊接头断裂力学行为研究
    5.1 焊缝断裂韧性性能分析
    5.2 焊接接头断裂韧性驱动力数值模拟研究
        5.2.1 有限元数值模型
        5.2.2 裂纹尖端张开应力分析
        5.2.3 焊接接头断裂驱动力分析
    5.3 焊缝断裂韧性及驱动力对比
    5.4 本章小结
第6章 结论
本文创新点
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的学术成果

(6)ENi620焊条焊接LNG低温用钢熔敷金属组织性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 LNG发展现状
        1.1.1 LNG国内发展现状
        1.1.2 LNG全球发展现状
    1.2 LNG超低温用钢概述
        1.2.1 低温钢的概念
        1.2.2 低温用钢标准
    1.3 LNG超低温用钢焊接技术研究现状
        1.3.1 LNG超低温用钢焊接方法的选择
        1.3.2 LNG超低温用钢焊接性影响因素
    1.4 LNG用超低温焊材国内外研究现状
        1.4.1 焊材特点
        1.4.2 国外焊材发展研究现状
        1.4.3 国内焊材发展研究现状
    1.5 镍基合金在焊材中的行为表现
        1.5.1 镍基焊缝金属中的第二相
        1.5.2 镍基合金中各元素的作用
    1.6 研究意义
第二章 试验材料及试验方法
    2.1 试验内容
    2.2 试验材料
    2.3 试验方法
        2.3.1 拉伸试验
        2.3.2 低温冲击试验
        2.3.3 化学成分分析
        2.3.4 显微组织分析
        2.3.5 扫描电镜分析
        2.3.6 X射线衍射物相分析
        2.3.7 背散射电子衍射分析
第三章 ENi620焊条熔敷金属组织性能表征
    3.1 熔敷金属化学组成
    3.2 熔敷金属力学性能表征
        3.2.1 拉伸性能
        3.2.2 低温冲击韧性
        3.2.3 硬度
    3.3 熔敷金属金相表征
    3.4 本章小结
第四章 焊条烘干温度对熔敷金属的影响
    4.1 焊接方法
    4.2 试验分析
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 化学成分分析
        4.3.2 力学强韧性能分析
        4.3.3 微观组织金相分析
        4.3.4 气孔扫描电镜及能谱分析
        4.3.5 背散射电子分析
    4.4 本章小结
第五章 气孔缺陷对熔敷金属的影响
    5.1 焊接方法
    5.2 试验方案
    5.3 试验结果分析
        5.3.1 气孔金相表征
        5.3.2 气孔扫描电镜及EDS表征
        5.3.3 XRD试验表征
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢

(7)焊接方法对316LN奥氏体不锈钢焊缝金属低温韧性的影响(论文提纲范文)

1 试验材料与方法
2 试验结果及分析
    2.1 液氮温区冲击试验结果
    2.2 焊缝微观组织
    2.3 断口形貌
    2.4 EDS分析
3 结论

(8)低温用碱性不锈钢焊条E308L-15的研制(论文提纲范文)

0前言
1 焊条配方设计
2 试验材料及方法
3 试验结果与讨论
    3.1 焊条的焊接工艺性
    3.2 熔敷金属的成分及组织分析
    3.3 熔敷金属的力学性能
    3.4 熔敷金属的晶间腐蚀测试
4 结论

(9)S30403不锈钢焊接接头低温冲击韧性和腐蚀性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 奥氏体不锈钢低温冲击韧性研究现状
    1.3 腐蚀机理及研究现状
        1.3.1 点蚀机制及研究现状
        1.3.2 电偶腐蚀机制及研究现状
    1.4 相场理论及研究现状
    1.5 论文研究内容
第二章 试验材料及方法
    2.1 试验材料及制备
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验材料的制备
        2.1.3 试样的热处理工艺
    2.2 组织及性能测试分析
        2.2.1 低温冲击韧性试验
        2.2.2 电化学腐蚀试验
        2.2.3 材料组织表征试验
    2.3 本章小结
第三章 接头焊缝的组织和低温冲击韧性研究
    3.1 焊态和热处理态接头的组织分析
        3.1.1 接头的组织分析
        3.1.2 接头熔合线区域的组织分析
        3.1.3 接头层间界面区域的组织分析
        3.1.4 接头焊缝区域的组织分析
        3.1.5 接头焊缝在扫描电镜下的组织分析
        3.1.6 析出物的透射电子显微镜分析
    3.2 焊缝低温冲击韧性分析
    3.3 本章小结
第四章 S30403 不锈钢接头焊缝的腐蚀性能和点蚀模拟
    4.1 热处理工艺对Tafel曲线的影响
    4.2 热处理工艺对电偶腐蚀的影响
    4.3 S30403 奥氏体不锈钢焊缝的点蚀相场模拟
        4.3.1 点蚀的相场模型
        4.3.2 模拟参数
        4.3.3 点蚀模拟
    4.4 本章小结
第五章 S30403 不锈钢接头焊缝的电偶腐蚀模拟
    5.1 S30403 奥氏体不锈钢的电偶腐蚀
    5.2 电偶腐蚀的相场模型
    5.3 模拟参数
    5.4 电偶腐蚀模拟
    5.5 本章小结
第六章 全文总结
    6.1 主要工作与创新点
    6.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读学位期间的学术成果

(10)S30403不锈钢焊缝金属-196℃冲击试验的探讨(论文提纲范文)

1 焊材选用原则
    1.1 含碳量及其影响
    1.2 δ铁素体含量及合金化控制
2 焊接参数试验及结果
    2.1 焊接性分析
    2.2 焊条电弧焊
    2.3 埋弧焊
3 结束语

四、奥氏体不锈钢焊缝金属-196℃低温冲击韧性工艺性试验(论文参考文献)

  • [1]SUS304L用高韧性不锈钢焊材选择与性能研究[J]. 闵晓峰,王元兴,吴梦先,潘伍覃,侯华东,蒋杰. 压力容器, 2021(06)
  • [2]低温工程用高强高韧不锈钢大锻件构筑成形与组织性能控制[D]. 张洪林. 中国科学技术大学, 2021(09)
  • [3]深冷容器不锈钢S30408应变强化机制及焊接技术研究[D]. 丁彦胜. 江苏科技大学, 2020
  • [4]大型复杂形体真空室窗口领圈电子束焊接模拟及工艺研究[D]. 夏小维. 中国科学技术大学, 2020(01)
  • [5]中厚板BG890QL高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形及断裂行为研究[D]. 许轲. 上海交通大学, 2020(01)
  • [6]ENi620焊条焊接LNG低温用钢熔敷金属组织性能研究[D]. 韩昊亮. 钢铁研究总院, 2020(01)
  • [7]焊接方法对316LN奥氏体不锈钢焊缝金属低温韧性的影响[J]. 孙振超,李鹏远,侯炳林,杨小杰,束润涛,杨鹏,许丹. 热加工工艺, 2020(11)
  • [8]低温用碱性不锈钢焊条E308L-15的研制[J]. 靳树强,马风辉. 焊接, 2020(03)
  • [9]S30403不锈钢焊接接头低温冲击韧性和腐蚀性能研究[D]. 张振宁. 上海交通大学, 2020(01)
  • [10]S30403不锈钢焊缝金属-196℃冲击试验的探讨[J]. 蒋国辉,李晓强,刘新儒,王兴旺. 石油化工建设, 2019(S1)

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奥氏体不锈钢焊缝金属-196℃低温冲击韧性工艺试验
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