高級別的系泊鏈主要用于海洋工程平臺及其裝備在海洋中的系泊固定。系泊鏈服役條件惡劣,不僅要長期連續(xù)地經(jīng)受巨大風(fēng)浪顛波沖擊,還要經(jīng)受海水的浸蝕。高級系泊鏈?zhǔn)欠窬哂袃?yōu)良的綜合力學(xué)性能、同時(shí)具有良好的耐海水腐蝕性能,直接影響海洋工程平臺及其裝備的安全性、可靠性及其海洋開發(fā)及其工程的成本。材料的性能取決于材料的成分和組織,在材料成分一定的情況下,對材料熱處理是改變其組織、提高其綜合性能的有效途徑。因此,研究不同熱處理工藝對22MnCrNiMo系泊鏈鋼的組織及其耐海水腐蝕性的影響,對制定系泊鏈鋼的熱處理工藝、研究與開發(fā)海洋工程用高級系泊鏈具有重要理論與實(shí)際工程應(yīng)用意義。 本文采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)和X射線衍射分析(XRD),以及靜態(tài)失重法、電化學(xué)極化曲線測試、鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)及力學(xué)性能測試等手段,系統(tǒng)研究了22MnCrNiMo系泊鏈鋼不同熱處理狀態(tài)的組織與性能,探討了熱處理工藝對22MnCrNiMo系泊鏈鋼組織、腐蝕性能與力學(xué)性能的影響。 研究結(jié)果表明: 22MnCrNiMo具有較好的淬透性。22MnCrNiMo鋼軋制態(tài)的組織為馬氏體+下貝氏體+索氏體+少量塊狀鐵素體。材料在軋制態(tài)具有較高的強(qiáng)度,但塑性、沖擊韌性和耐腐蝕性能較差。經(jīng)過910℃、930℃、950℃二次高溫快速水淬保溫30min后,得到板條馬氏體組織。后經(jīng)600℃、620℃、640℃回火保溫15min、30min、45min水冷后得到的均為回火索氏體,其性能指標(biāo)均能達(dá)到DNV船級社的要求。在相同的淬火溫度下,隨著回火時(shí)間的延長和回火溫度的提高,試樣的強(qiáng)度下降,塑性、沖擊韌性和耐腐蝕性提高。通過930℃二次高溫快速水淬,600℃、620℃、640℃回火分別保溫30min后的試樣進(jìn)行人工海水浸蝕和鹽霧加速腐蝕試驗(yàn),分別通過失重法和增重法測出的腐蝕速率趨勢同電化學(xué)極化曲線測出的腐蝕速率趨勢是一致的。人工海水浸蝕試驗(yàn)通過失重法測出金屬的腐蝕速率為小于0.0102 g.~(-2)h~(-1),均達(dá)到金屬材料腐蝕等級的四級,屬于耐蝕性材料。甚至經(jīng)過620℃、640℃回火30的試樣腐蝕速率分別達(dá)到了0.0086 g.~(-2)h~(-1),0.0085 g.~(-2)h~(-1),已達(dá)到三級(很)耐蝕標(biāo)準(zhǔn)。鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)表明,由于Cl~(-1)的擴(kuò)散侵蝕,以及Cl~(-1)強(qiáng)穿透能力,導(dǎo)致了鋼表面分布著一些不連續(xù)的蝕孔和帶狀蝕溝。焊縫區(qū)域力學(xué)性能和耐蝕性能和母材的變化趨勢是一致的。焊縫區(qū)域組織由于經(jīng)過二次加熱,冷卻速度較慢,所以組織較為粗大;以及焊縫區(qū)域與周邊區(qū)域組織之間存在差異,而且焊縫區(qū)域組織不均勻因此焊縫處無論是力學(xué)性能還是耐腐蝕性能都較母材組織稍差。通過綜合比較力學(xué)性能和腐蝕性能,我們最終選定在930℃二次高溫快速加熱淬火分別保溫30min,620℃回火保溫30min的熱處理工藝。
【學(xué)位單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TG142.15
【部分圖文】：

on Microscope）即掃描電子顯微鏡，可利用二次電ge)顯示系泊鏈鋼的組織特征以及腐蝕形貌。研究合相進(jìn)行定量或半定量分析。子顯微鏡；英國牛津 INCA 能譜儀。用美國 EG&G 公司的 M283 恒電位儀，所用測試試系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)前先將工作電極置于實(shí)驗(yàn)介質(zhì)中浸穩(wěn)定后開始動電位極化曲線測量。初始電位設(shè)定終止電位設(shè)定為 250mV，電位掃描速度為 1mV/s 極 系 統(tǒng) ， 工 作 電 極 為 用 環(huán) 氧 樹 脂 密 封 的 標(biāo)露面積為 1cm2，輔助電極用鉑電極，參比電極為將電極裝于盛有人工海水(25g/LNaCl；11g/LMg/燒杯中，如圖 2.1

鹽霧實(shí)驗(yàn)箱溫度為35℃±1℃，濕度大于95％。鹽霧沉降量為1ml/80cm2·h。噴嘴壓強(qiáng)滿足要求，在0.7~1kg/cm2范圍之內(nèi)。（4）實(shí)驗(yàn)儀器本實(shí)驗(yàn)采用常州市華夏環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的C型鹽霧試驗(yàn)箱；型號為：YWX/Q-C；空氣壓縮機(jī)型號：V-0.013/12.5排氣壓力：1.25M 容積流量：0.13m3/min2.2.8 力學(xué)性能測試試驗(yàn)為了研究不同熱處理工藝對 22MnCrNiMo 鋼力學(xué)性能的影響以及比較閃光焊接前后材料性能的變化，本課題做了以下實(shí)驗(yàn)：（1）拉伸試驗(yàn)將經(jīng)過熱處理和閃光焊后再熱處理的試驗(yàn)材料按 GB/T228-2002《金屬材料室溫拉伸要求》，加工成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，如圖 2.2 所示。在 CMT5305 微機(jī)控制電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上以 4mm/min 的拉伸速率進(jìn)行室溫拉伸試驗(yàn)。

拉伸試驗(yàn)經(jīng)常要測定的四項(xiàng)性能指標(biāo)。試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)機(jī)以規(guī)定的速率均勻地拉伸試樣，試驗(yàn)機(jī)可自動繪制曲線圖。對于低碳鋼等塑性好的材料，在試樣拉伸到屈服點(diǎn)時(shí)，測力明顯的抖動，可分出上、下屈服點(diǎn)（σsu和 σsl），在計(jì)算時(shí)，常取 σsl。伸長率 δ 和斷面收縮率 ψ 可將試驗(yàn)斷裂后的試樣拼合，測量其長度和徑而計(jì)算出來。（2）沖擊試驗(yàn)將經(jīng)過熱處理和閃光焊后再熱處理的試驗(yàn)材料按 GB/T229-2007《金屬比擺錘沖擊試樣方法》。要求加工成標(biāo)準(zhǔn) 10mm×10mm×55mmV 型缺口沖，如圖 2.3 所示。在 JBD-30 型沖擊試驗(yàn)機(jī)上做沖擊試驗(yàn)，沖擊能量為 30/，采用 30kg 錘頭在室溫下進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)可以測定材料的韌性。沖擊韌性是指材料在沖擊載荷作用下吸變形功和斷裂功的能力，常用標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊吸收功 Ak表示[63]。試驗(yàn)是式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的。在規(guī)定條件（包括高溫，室溫和低溫）下通過擺打擊夏比缺口沖擊試樣，測定沖擊吸收能量。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王國欣;粗鎂直接熔煉AM60鎂合金中夾雜物分析[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2809918