低温下HTS-A钢疲劳裂纹扩展速率预报方法研究

针对低温下船用HTS-A钢的疲劳裂纹扩展行为,本文采用25 mm厚HTS-A钢CT试样为研究对象,开展常温及不同低温环境下疲劳裂纹扩展试验。在试验研究的基础上,提出包含温度项的改进McEvily公式的低温疲劳裂纹扩展预报方法。结果表明：随着温度的降低,HTS-A钢的疲劳裂纹扩展速率逐渐降低。在-60℃时,HTS-A钢的低温疲劳裂纹扩展速率没有出现低温脆断,试验结果可为船用HTS-A钢低温疲劳设计提供数据参考。同时,分别采用本文HTS-A钢低温试验数据和文献中的钛合金低温试验数据验证低温疲劳裂纹扩展速率预报方法的合理性及正确性,该方法可用于预报不同低温环境下金属疲劳裂纹扩展速率。     

船用高强度钢结构低温环境下焊接冷裂纹的防止

针对船用高强度钢的焊接冶金特点和低温环境对出现焊接冷裂纹的影响进行了分析，从而提出了在低温环境下焊接时预防出现冷裂纹的工艺措施。     

船用高锰奥氏体钢临界CTOD仿真计算

裂尖张开位移（CTOD）是一个评价高韧性钢断裂韧度的重要指标，研究其仿真计算方法，有助于提升高锰奥氏体低温钢在船舶行业应用的安全性。通过三点弯曲试验得到高锰奥氏体低温钢的临界裂纹尖端张开位移及对应的最大裂纹张开位移，采用一种基于蛛网状网格的有限元方法对裂尖张开位移进行计算，并研究了网格参数对裂尖张开位移仿真结果的影响。通过仿真与试验结果的对比，验证了裂尖张开位移计算方法的准确性，从而为采用有限元方法计算船用高锰奥氏体低温钢的裂尖张开位移提供参考。     

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...     

基于近场动力学的含损伤缺陷Q345钢裂纹扩展分析

船舶与海洋工程结构中由于材料本身缺陷或服役过程中产生的细小裂纹,使结构不可避免地产生裂纹损伤,造成应力集中而破坏。为了研究含裂纹缺陷低合金钢构件的裂纹扩展行为,以应用广泛的Q345钢为研究对象,基于近场动力学（Peridynamics,PD）理论提出一种改进的双参数PD方法。首先考虑PD力的非局部长程力特性,推导对应的键刚度系数;其次,根据含裂纹缺陷Q345钢拉伸破坏的线性和非线性的力学行为,构建双参数PD本构力函数的基本形式。通过研究不同双裂纹间距、长度和角度的Q345钢裂纹扩展行为,与试验结果对比验证本文改进的双参数PD方法的准确性,并且给出交变荷载情形下疲劳裂纹扩展的计算方法。结果可为船舶钢构件的优化设计和断裂预防提供参考。     

具初始裂纹钢桥梁焊接构件疲劳裂纹扩展和疲劳寿命计算

钢桥梁构件因焊接缺陷或者在疲劳应力交互作用下萌生裂纹,钢桥梁构件因存在初始裂纹大大地降低焊接构件的疲劳性能.文中考虑到焊接构件往往会存在初始缺陷,研究了含初始缺陷的桥梁焊接构件的疲劳分析方法.在已有的大量含裂纹构件的疲劳实验工作基础上,结合课题组所做的焊接构件疲劳实验资料,假设初始裂纹焊接构件在疲劳裂纹扩展过程中裂纹形状保持为半椭圆形状;针对桥梁构件实际受力特征,由钢桥梁构件的高周疲劳损伤演化方程入手,考虑初始裂纹条件下裂纹前缘的损伤区的存在及其对裂纹扩展的影响,采用虚拟裂纹扩张方法推导了适用于钢桥梁构件的疲劳裂纹扩展分析的疲劳裂纹扩展率公式,建议了裂纹扩展和疲劳寿命数值计算方法.采用文中的计算方法,研究了已有的钢桥梁结构焊接构件疲劳实验的裂纹扩展过程和疲劳寿命的计算.计算结果表明:裂纹的扩展过程中裂纹的深度和表面半长度之比a/c是一个变化的数值,且在一定的a0/t0条件下,随着a0/c0的增加,循环次数逐渐增大.     

铺装层温度变化对钢桥面板焊缝应力及裂纹扩展的影响

为分析沥青铺装温度变化对钢板桥面板受力性能及裂纹扩展的影响,参照江阴大桥尺寸建立钢桥面板节段模型,通过施加车辆荷载明确钢桥面板典型疲劳细节的最不利荷载工况.基于最不利荷载工况分析了铺装层温度变化对各细节纵桥向荷载响应和焊缝处应力的影响.选取受铺装温度影响较大的顶板-U肋焊缝分析了铺装温度变化对裂纹扩展的影响.结果表明：铺装层温度升高不会改变车辆荷载对各细节的纵桥向影响范围;铺装温度升高会导致钢桥面板典型疲劳细节处应力幅增大,其中顶板-U肋焊缝处应力受铺装温度影响较为显著;当铺装层温度较高时,顶板-U肋焊缝处裂纹扩展速率显著增加,建议夏季加强该细节裂纹的跟踪频率.     

25MnMo低合金高强钢可焊性探讨

本文选择了小铁研法来研究25MnMo低合金高强钢的可焊性,作了抗裂性试验和机械性能试验,并证明预热是防止25MnMo钢产生冷裂纹的有效和较可靠的方法。     

船用厚板高强度钢焊接性及其焊接裂纹的形成和预防

随着各类大型化、超大型化船舶的诞生,使得厚板高强度钢的使用日益广泛,但随之而来的是此类高强度钢易产生焊接裂纹的问题。文章列举了国内外船用厚板高强度钢焊接的工艺特点,分析了焊接裂纹的起因,并就预防措施进行了初步探讨。对从事船体结构的研究人员有一定的帮助。     

国产低温钢在VLGC上的工程应用

以实现国产低温钢工程应用为目的，结合企业实际情况，从母材复验、冷加工性能测试、火工试验、焊接工艺试验等4个方面对84 000 m3超大型液化气船（Very Large Gas Carrier，VLGC）的国产低温钢工程应用开展研究。研究结果表明国产低温钢工程应用可行，且公司首制船应用国产低温钢材料项目质量稳定可靠。该研究为后续VLGC批量采用国产低温钢提供实践依据。     

450MPa级船体钢焊缝疲劳试验研究

通过对450MPa级船体用钢母体试件、焊缝试件在波浪随机载荷和均方根等效载荷下的疲劳裂纹扩展规律的试验和模拟计算，结果表明用均方根等效载荷替代波浪随机载荷下的疲劳裂纹扩展规律是一种安全有效的方法，并且焊缝金属在抵御疲劳裂纹扩展方面优于母材金属。     

淬火回火钢在深海半潜式钻井平台中的应用

阐述了超高强度的淬火回火钢（调制钢）在深海半潜式钻井平台中的应用。根据半潜式钻井平台结构承受主要载荷特征及其传递路径,对关键部位的连接结构与集中开孔区域,采用超高强度淬火回火钢;描述了超高强度淬火回火钢焊接工艺,以及采用有效措施控制其焊接裂纹产生,取得了很好的效果。     

B480GNQR钢焊接抗裂性

Ｂ４８０ＧＮＱＲ钢是我国新生产的一种耐大气腐蚀钢。本采用斜Ｙ型坡口焊接裂纹试验、插销试验、高温拉伸试验和模拟热影响区再热裂纹试验方法分别评定了Ｂ４８０ＧＮＱＲ耐修钢冷裂纹、热裂纹和再热裂纹的敏感性。     

采用中间层的高强钢表面CMT 堆焊耐腐蚀铜合金研究

高强钢因长期处在海水强腐蚀环境中,需要在其表面堆焊一层铝青铜耐腐蚀合金层.液态铜合金极易浸润奥氏体晶界,而高强钢基体在焊接过程中不可避免地出现奥氏体相,直接堆焊铜合金极易在基体熔合区生成渗透裂纹.选用堆焊热输入较低、对基体影响较小的CMT焊接方法,通过ER409L铁素体钢焊丝堆焊形成中间层后,再在中间层表面堆焊铜合金以形成复合接头,并研究复合接头的微裂纹情况和耐蚀性能.试验结果表明:与在高强钢表面直接堆焊铜合金的CMT堆焊接头相比,添加了ER409L焊丝钢中间层的CMT堆焊复合接头铜/钢界面裂纹情况明显改善,钢侧渗透裂纹长度由原来的100μm缩短至3μm左右,且耐蚀性也有一定程度提高.     

低周疲劳下船体缺口板的裂纹尖端张口位移理论及试验研究

文章旨在研究大范围屈服下船体缺口板的裂纹尖端张口位移.基于弹塑性断裂力学理论,建立了循环载荷下船体缺口板CTOD理论模型.进而,对于船用高强度钢AH36进行低周疲劳试验研究,对于影响裂纹尖端张口位移的参数,如应力比、应力幅和平均应力进行了深入探讨.     

低温钢的平面自动焊

日本安冈俊树等著文认为,要建造沸点为-45℃的液化石油气(LPG)船和在北极-60℃条件下工作的海洋结构物,就必须开发具有良好低温韧性的单面自动焊工艺。他们着重就-50～-60℃低温钢单而自动焊施工工艺参数对焊接接头低温韧性的影响作了阐述。     

同型号高强钢焊接HAZ裂纹敏感性的评估

通过同型号高强钢内不同的硫化物含量及其分布形态和磷偏聚的分析及焊接裂纹敏感性试验、Ｉｍｐｌａｎｔ试验，探讨钢内硫、磷对焊接ＨＡＺ裂纹形成的影响，据此提出通过生产前的批量筛选，做到因材施用硫、磷含量不同的高强钢，获得完整的焊接接头，是对碳当量为基础的可焊性分析方法的补充和延伸。     

海洋工程船用大厚板E级高强钢埋弧焊技术研究

海洋工程船中的某些船体结构是作为大负荷动载设备而设计,具有板材强度高、冲击韧性要求高、大厚度的特征。本船的EH36钢厚度达120mm,焊接中可能产生热裂纹、接头的机械性能特别是低温冲击韧性不易保证以及焊接变形等问题。该研究采用埋弧焊工艺,并选用C、S、P等含量均低于国标的焊丝,匹配适当的焊接线能量辅以预热,保证了焊接接头力学性能,通过了CCS有关焊接工艺评定认可。利用反变形,结合专用装焊工艺,在实船建造中获得了质量良好的焊接接头和结构精度。     

LPG燃料罐用钢VL4-4的成分和性能研究

为了保证LPG燃料罐罐体在低温高压环境下的稳定性和安全性,对LPG燃料罐用钢的化学成分进行设计并详细分析了母材组织特征和力学性能,重点研究了钢板焊接工艺和焊接接头的组织及性能.结果表明:LPG燃料罐钢板VL 4-4低温钢板冲击韧性优异,-60～-100℃低温冲击功>250 J,无塑性转变温度(NDTT)值≤-100℃,焊接接头强韧性良好,钢板综合性能优异,完全满足LPG燃料罐建造要求.     

LNG低温储罐用镍钢焊接技术研究进展

液化天然气（LNG）具有燃烧值高，对大气无污染等特点，被誉为洁净的绿色新能源，它还是优质的化工原料，因此，LNG越来越得到广泛地应用。但是LNG的缺点是易燃、易爆、相态易变等，一般采用低温液化储存。随着液化天然气行业的发展，LNG低温储罐的建设逐渐引起人们的广泛关注。随着液化天然气消耗量的增加，LNG储罐也在不断向着大型化发展。然而，大型化必然导致一系列相应问题的产生。研究了建设LNG低温储罐所用的9％Ni钢、焊接材料以及相应的焊接工艺，阐述了在焊接过程中容易出现的问题及其对策，为国内LNG低温储罐焊接工艺研究提供技术参考。