本文關(guān)鍵詞：鐵塔螺栓工藝與螺栓殘余應(yīng)力關(guān)系的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：冷拔、冷鐓或熱鍛、去應(yīng)力退火和熱鍍鋅是鐵塔螺栓重要的成型工藝,本文研究了6.8級鐵塔螺栓成型工藝與螺栓光桿部分亞表層殘余應(yīng)力分布的關(guān)系,以及不同溫度熱鍍Zn和Zn-5Al工藝鍍層組織的形貌特點(diǎn)和耐蝕性能。比較了冷鐓螺栓和熱鍛螺栓去應(yīng)力退火以及熱鍍鋅工藝對螺栓表層殘余應(yīng)力的影響。采用OM、SEM、EDS、X射線殘余應(yīng)力分析儀和電解拋光儀等分析測試手段研究了6.8鐵塔螺栓光桿亞表層不同深度處殘余應(yīng)力分布規(guī)律及其原因。采用NSS試驗(yàn)和電化學(xué)極化等試驗(yàn)方法研究了螺栓表面熱鍍Zn和Zn-5Al鍍層耐蝕性能。研究結(jié)果表明:螺栓制作過程各工序階段表層會存在不同的殘余應(yīng)力狀態(tài)。冷拔后,螺栓光桿亞表層表現(xiàn)出較大的殘余拉應(yīng)力。螺栓冷鐓后未去應(yīng)力退火前,螺栓光桿與頭部連接處、光桿與螺紋連接處軸向和周向均表現(xiàn)為殘余拉應(yīng)力,且殘余應(yīng)力值隨著半徑深度方向0.02~0.2mm范圍內(nèi)呈增大的趨勢,而光桿中部呈較小的殘余壓應(yīng)力狀態(tài)。冷鐓螺栓去應(yīng)力退火后,螺栓各部位殘余應(yīng)力值大幅降低,SEM結(jié)果表明螺栓組織在去應(yīng)力退火前后無變化。這是由于高溫退火加強(qiáng)了空位運(yùn)動(dòng)和位錯(cuò)的重排,降低了空位和位錯(cuò)的密度,消除了位于晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的點(diǎn)陣畸變。冷鐓螺栓去應(yīng)力退火降低了其服役過程中潛在的風(fēng)險(xiǎn)。熱鍛螺栓在去應(yīng)力退火前,螺栓光桿與頭部連接處軸向和周向殘余應(yīng)力表現(xiàn)為壓應(yīng)力,這是由于熱鍛時(shí),局部溫度超過了材料的再結(jié)晶溫度,其殘余應(yīng)力是熱和形變共同作用的結(jié)果。去應(yīng)力退火后,殘余應(yīng)力部分消除。熱鍍Zn-5Al和熱鍍Zn對螺栓亞表層殘余應(yīng)力的影響和規(guī)律相似,熱鍍處理后螺栓光桿與螺紋連接處的殘余應(yīng)力狀態(tài)明顯改變,且表現(xiàn)為較大的殘余壓應(yīng)力。其原因可能是熱鍍鋅過程中螺栓亞表面Fe-Zn反應(yīng)及鍍層形成的內(nèi)應(yīng)力造成的。鍍前去應(yīng)力退火對熱鍍鋅后螺栓亞表面殘余應(yīng)力影響不大。螺栓材料460℃熱鍍Zn時(shí),鍍層組織致密而連續(xù),從鋼基體向外依次是?、δ、δ和ε。520℃鍍層組織為Г、δ和δ,幾乎沒有ε相,且δ相生長迅速。580℃鍍層組織為Г、δ和ε,沒有δ相,且鍍層厚度較薄。螺栓材料熱鍍Zn-5Al鍍層組織分為兩層,內(nèi)層是為薄而致密的Fe-Zn-Al金屬間化合物層,外層是Zn-Al共晶組織,鍍層厚度也較薄。螺栓熱鍍Zn-5Al鍍層具有比熱鍍Zn更優(yōu)異的耐蝕性能,可能成為螺栓熱鍍鋅的替代性鍍層。
【關(guān)鍵詞】：螺栓 表面殘余應(yīng)力 X射線衍射 熱處理 熱鍍鋅
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH131.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-27
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 殘余應(yīng)力11-13
• 1.2.1 殘余應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)理11-12
• 1.2.2 殘余應(yīng)力的消除與調(diào)整12-13
• 1.3 殘余應(yīng)力測試方法及研究進(jìn)展13-21
• 1.3.1 殘余應(yīng)力測試方法基本類型13-14
• 1.3.2 盲孔法研究進(jìn)展14-16
• 1.3.3 X射線法研究進(jìn)展16-19
• 1.3.4 殘余應(yīng)力測試值的修正19-21
• 1.4 螺栓殘余應(yīng)力的研究進(jìn)展21-25
• 1.4.1 加工工藝對殘余應(yīng)力的影響21-22
• 1.4.2 熱處理對殘余應(yīng)力的影響22-25
• 1.5 熱鍍鋅在鐵塔螺栓中的應(yīng)用25
• 1.6 研究目的和內(nèi)容25-27
• 第二章 材料與試驗(yàn)方法27-34
• 2.1 試驗(yàn)材料27
• 2.2 試樣制備27-29
• 2.2.1 熱處理樣品選取與制備27-29
• 2.2.2 熱浸鍍螺栓試樣制備29
• 2.2.3 SEM試樣制備29
• 2.3 試驗(yàn)方法29-34
• 2.3.1 主要測試設(shè)備及參數(shù)設(shè)置29-31
• 2.3.2 電解拋光深度的標(biāo)定31-32
• 2.3.3 殘余應(yīng)力評價(jià)32-33
• 2.3.4 熱鍍螺栓耐蝕性能評價(jià)33-34
• 第三章 6.8級螺栓亞表層殘余應(yīng)力分布34-50
• 3.1 前言34
• 3.2 試驗(yàn)過程34-36
• 3.3 冷鐓螺栓亞表層殘余應(yīng)力分布36-47
• 3.3.1 冷拔后圓鋼坯料試樣的殘余應(yīng)力36-37
• 3.3.2 熱處理對螺栓桿部殘余應(yīng)力的影響37-42
• 3.3.3 殘余應(yīng)力離散度分析42-44
• 3.3.4 冷鐓螺栓殘余應(yīng)力分析44-47
• 3.4 熱鍛螺栓亞表層殘余應(yīng)力分布47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 鐵塔螺栓熱浸鍍工藝及其對殘余應(yīng)力分布的影響50-63
• 4.1 前言50-51
• 4.2 試驗(yàn)過程51
• 4.3 熱鍍Zn和Zn-5Al鍍層組織分析51-54
• 4.3.1 熱鍍Zn不同溫度鍍層組織分析51-53
• 4.3.2 熱鍍Zn-5Al不同溫度鍍層組織分析53-54
• 4.4 熱浸鍍與光桿亞表層殘余應(yīng)力分布的關(guān)系54-60
• 4.4.1 熱浸鍍溫度與光桿亞表層殘余應(yīng)力的關(guān)系54-59
• 4.4.2 殘余應(yīng)力分析59-60
• 4.4.3 熱處理與熱浸鍍對螺栓光桿亞表層殘余應(yīng)力的影響60
• 4.5 熱鍍Zn和Zn-5Al鍍層腐蝕研究60-62
• 4.5.1 電化學(xué)極化分析60-61
• 4.5.2 鹽霧試驗(yàn)分析61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-72
• 攻讀碩士學(xué)位論文期間取得的研究成果72-73
• 致謝73-74
• Ⅳ－2答辯委員會對論文的評定意見74

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本文編號：459774