低合金高强度钢在造船中的应用及我国高强度船体钢的发展

目前,世界各国大型民用船舶的船体钢可按强度分为两大类,即普通强度船体结构钢和高强度船体结构钢。普通强度船体结构钢是指抗拉强度为41～50 kgf/mm~2[40～49 kPa]的船体钢,高强度船体结构钢的抗拉强度为51～63 kgf/mm~2[50～61.8 kPa]。本文仅对高强度钢在造船工业中的应用及其发展情况作一简单介绍。     

MAG焊HG785-D低合金高强钢的焊接试验研究

通过对新型低合金高强钢HG785-D的焊接性分析,优选合理的焊接材料和焊接工艺参数,实验数据证明采用Ar CO2混合气体保护,用H08Mn2SiNi2MoA焊丝焊接HG785-D钢,其结果满足相关标准要求。     

T91钢焊接热影响区粗晶区韧性研究

利用热模拟机对T91钢焊接过程热循环进行模拟。热处理后试样的硬度试验、冲击韧性试验和显微组织分析表明，焊接热模拟后在T91钢热影响区粗晶区形成的粗大马氏体组织是引起韧性显著下降、硬度增加的主要原因。采用热处理使马氏体转变为组织细小的回火索氏体组织，改善了热影响区粗晶区的性能。采用ts。为8～10s获得有利于韧性的组织晶粒，770℃ 4h热处理提高热影响区粗晶区的韧性。     

10CrNi3MoV船用钢热冲压成形表层渐变微观结构与抗冲击性能

采用电子显微镜(SEM)、力学性能测试等手段,分析了10CrNi3MoV船用钢热冲压成形前后微观结构变化,及热冲压成形后材料表层渐变微观结构和里层马氏体结构产生原因与变化规律。研究表明,在热冲压成形过程中,10CrNi3MoV船用钢受急剧的冷热交互作用及高温氧化脱碳等的影响,其表层由里到表依次形成由完全马氏体、马氏体与铁素体的混合组织、铁素体组成的渐变微观结构,里层则形成以均匀的板条状的马氏体组织为主的微观结构。10CrNi3MoV船用钢热冲压成形后,其表层渐变微观结构能有效地降低结构的峰值冲击力,保证内层强度大的马氏体材料不至于过早失效,而材料较平缓的结构峰值力及逐层失效的特点,使热冲压成形后的成形件保持较高的吸能能力和抗冲击性能。     

10CrNi3MoV船用钢热冲压成形表层渐变微观结构与抗冲击性能

采用电子显微镜（SEM）、力学性能测试等手段,分析了10CrNi3MoV船用钢热冲压成形前后微观结构变化,及热冲压成形后材料表层渐变微观结构和里层马氏体结构产生原因与变化规律。研究表明,在热冲压成形过程中,10CrNi3MoV船用钢受急剧的冷热交互作用及高温氧化脱碳等的影响,其表层由里到表依次形成以完全马氏体、马氏体与铁素体的混合组织、铁素体组成的渐变微观结构,里层则形成以均匀的板条状的马氏体组织为主的微观结构。10CrNi3MoV船用钢热冲压成形后其表层渐变微观结构,能有效的降低结构的峰值冲击力,保证了内层强度大的马氏体材料不至于过早失效,而材料较平缓的结构峰值力及逐层失效的特点性,使热冲压成形后的成形件保持较高的吸能能力和抗冲击性能。     

高强度钢典型焊接接头参数对残余应力的影响

随着深海耐压结构下潜深度不断加大,高强度钢应用越来越广泛。高强度钢对焊接残余应力较为敏感,会对深海耐压结构的疲劳强度产生不利的影响。本文基于焊接热力学理论,利用Ansys的APDL编程语言对高强度钢耐压壳典型焊接接头模型的焊接残余应力进行数值模拟,得出焊接残余应力分布,并与无损检测结果进行对比,结果显示耐压壳典型焊接接头模型数值模拟结果与试验测量结果趋势基本一致。在此基础上研究材料属性及边界条件对耐压壳典型焊接接头焊接残余应力的影响。结果显示:焊缝附近区域存在较大的残余应力,凸面主要是压应力,凹面以拉应力为主;随着与焊缝中心线距离的增大焊接残余应力的值会降低;改变材料属性和边界条件后,耐压壳典型焊接接头模型焊接残余应力幅值会发生变化,并在焊缝附近区域表现更为明显。本文研究结果可为高强度钢水下耐压结构的安全性研究提供相关理论基础。     

船用高强度钢Q355的激光复合焊接工艺的探究与优化

在船舶制造过程中,为使船体达到足够的强度,需要使用强度级别较高的Q355钢,这种钢材的屈服强度为355 MPa。由于强度过高,采用常规的方法进行焊接时,尽管能够达到船级社的要求,但在实际操作中发现,焊接件表面会出现各种质量缺陷,这在一定程度上导致焊接质量下降。激光复合焊接是一种先进的技术工艺,通过该工艺对Q355钢进行焊接,能够避免上述缺陷,并提升焊接作业效率。为发挥出该工艺的作用,应当对其中的关键参数进行优化,从而满足焊接需要。     

10CrNi3MoV船用钢热成形的力学行为与性能研究

高强度船用钢热成形时,由于加热与淬火的交互作用,形成渐变微观结构。研究表明,渐变微观结构使得材料的硬度、强度从里到表依次降低,延展性依次增加,较平缓的冲击力水平及材料的逐层失效使结构保持较高的吸能能力;具有较小的变形抗力、塑性好、成形极限高,而且成形零件的精度和强度较高。渐变微观结构综合了各单相材料的优秀性能,适合用于承受冲击吸能的构件。     

海洋平台高强钢Q690E焊接接头CTOD的研究

海洋平台服役于海浪、风载荷、寒流等恶劣环境下,桩腿作为自升式平台稳定作业的关键,极易发生低应力脆性断裂.因此,桩腿不但要求具备足够高的强度,同时要求具备良好的低温韧性.CTOD可有效地评价钢材及焊接接头的断裂韧性和抗断能力.本文研究了海上钻井平台桩腿高强钢Q690E的CTOD,分析国产高强钢Q690E和进口Q690E母材及热影响区CTOD的差别.     

焊接热输入量对E36高强度钢接头金相组织及机械性能的影响

针对E36高强度钢,通过对不同焊接参数下焊接接头金相组织的变化和机械性能的影响进行分析研究,结果发现若焊接参数选择不当,焊接过程过大的热输入会造成焊接接头金相组织的变化,碳化物在晶界聚集偏析,从而极大降低了接头的冲击性能,导致冲击值极低,而抗拉强度和弯曲无明显影响.     

热喷铝对船体钢焊接接头疲劳性能影响试验研究

通过对390MPa级船体钢焊接接头热喷铝与不喷铝疲劳对比试验，结果表明：在相同疲劳交变应力条件下，热喷铝焊接接头疲劳寿命大于不喷铝焊接接头的疲劳寿命。     

船厂建造工艺对DH-36和HSLA-65钢机械性能的影响

减轻舰艇结构重量的目标是可以州HSLA-65钢（屈服强度为448MPa或65ksi）取代目前使用的DH-36钢（屈服强度为352MPa或51ksi）来实现的。然而，由于HSLA-65钢的化学成分、制造工艺和强度水平与DH-36钢不同．因此，在MIL-STD-1689和MIL-STD-278中规定对DH-36钢准许使用的火工弯板、冷加工、热加工、正火和焊后热处理（PWHT）等建造工艺并不适用于HSLA-65钢。另外，正火（N）状态DH-36钢的建造工艺也有可能不适用于控轧（CR）状态的DH-36钢。曾对正火（N）状态DH-36钢、控轧（CR）状态DH-36钢、控轧（CR）状态HSLA-65钢、调质状态（Q＆T）HSLA-65钢采用适用于正火（N）状态DH-36钢的建造工艺进行过试验，对供货状态以及焊接热影响区的拉伸机械性能和却贝V冲击韧性进行了测定。试验结果表明，HSLA-65钢和DH-36（N）钢允许的火焰加热温度为650℃。HSLA-65钢和DH-36（CR）钢的冷加工温度应限制在室温附近。HSLA-65钢和DH-36（CR）钢的热加工和正火温度应不高于下临界温度。HSLA-65钢和DH-36（CR）钢的焊后消除应力热处理温度应低于595℃。     

高强度船体结构用钢（AH36）热加工后对组织和性能的影响

本文就船舶建造过程中水火校正温度对高强度船体结构用钢组织和性能的影响，做了一系列的试验和研究工作，对水火校正的温度控制提出了指导性的建议。     

轻骨料施工预处理方法对高强轻骨料混凝土施工性能与长期强度的影响

通过实验研究了轻骨料不预湿、浸水预湿、加压预湿、真空预湿等施工预处理方法对高强轻骨料混凝土施工性能与长期强度的影响.结果表明:较之目前国内常用的浸水预湿法,采用真空预湿法、加压预湿法可更为有效地提高高强轻骨料的预湿程度及所拌制混凝土的流动性,对混凝土施工有利,但应注意控制轻骨料在新拌混凝土中的上浮问题;采用加压预湿法会显著降低高强轻骨料混凝土的强度,采用真空预湿法、浸水预湿法对轻骨料混凝土后期强度的发展最为有利.     

超声冲击对 Q235钢表面等离子喷涂涂层组织及抗热震性能的影响

利用等离子喷涂技术在Q235钢表面喷涂Mo涂层及Mo/A12 O3-TiO2复合涂层,对所制备的涂层进行超声冲击处理．利用SEM等分析测试手段,研究了超声冲击前后涂层表面的宏观及微观组织形貌;通过热震试验,研究了超声冲击对涂层热震性能的影响．结果表明：超声冲击处理对复合涂层的抗热震性能影响不大,且均优于 Mo涂层．但超声冲击处理对Mo涂层的抗热震性能影响较大,热震失效次数由超声冲击处理前的87次提高至超声冲击处理后的96次．Mo涂层的失效形式则主要表现为小块剥落直至最终剥落面积超过总面积的1/3而失效,复合涂层的失效形式主要表现为整体剥落．     

苯乙烯与3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷位置选择凝胶材料的制备与热性能研究

为了改善聚苯乙烯(PS)的耐热性能,开发兼具有机-无机特性的新型凝胶材料,采用位置选择分子设计与溶胶-凝胶技术,选择含有可水解形成SiO2的官能团的单体3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(MSPMA)与苯乙烯(STY)共聚,利用硅烷的水解、缩聚以共价键的方式在大分子主链上引入纳米SiO2基团.通过改变单体配比合成了一系列SiO2导入位置和导入含量不同的凝胶材料.研究了共聚体的合成、水解过程和纳米SiO2基团在侧链上的分布情况以及对热性能的影响.结果表明:所得凝胶材料具有极好的光学透明性,两种单体在共聚物中几乎可以是交替进行或是按一定的比例进行聚合,形成交替“嵌段”共聚物,水解的SiO2在微纳米级且分散均匀,凝胶材料的热性能随着SiO2含量的增加而提高.     

合金元素对FAB法埋弧焊EH36钢接头组织与性能的影响

采用不同类型合金粉进行FAB法埋弧焊试验,对比分析EH36钢FAB法埋弧焊接头的显微组织和性能.结果表明:经大线能量82.8~97.7 KJ/cm焊接后,EH36钢焊接接头未出现软化区,其接头强度均能满足船板焊接技术指标;但经大线能量97.7 KJ/cm焊接后,焊接接头低温冲击韧性显著降低.采用添加适量Mn、Ti合金元素的国产合金粉Fe-9,在Mn元素降低先共析铁素体相转变温度和Ti合金促进针状铁素体形核的联合作用下,即使采用较高线能量97.2 KJ/cm焊接,仍可抑制焊缝、熔合区先共析铁素体的相变反应,促进其针状铁素体的形成,提高FAB法埋弧焊焊缝、熔合区的韧性.