深海工程裝備逐漸成為海工裝備的主流發(fā)展方向,用于制造深海海工裝備關(guān)鍵部件的高強度海工鋼必須具備良好的低溫強韌性和焊接性。中國科學(xué)院金屬研究所自主研發(fā)了 一種Fe-Cr-Ni-Mo系合金鋼,在-50℃下測試得到的Charpy-V型沖擊功達(dá)89J,室溫抗拉強度達(dá)1224MPa,具備在海工結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用條件。焊接是海工結(jié)構(gòu)主要制造方法之一,因此有必要分析該材料的焊接性,為其在海工結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供依據(jù)。本文圍繞該新型高強鋼的焊接性展開了以下研究,并得出如下結(jié)論:（1）測試并建立了高強鋼的物性數(shù)據(jù)庫,獲得了 MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding）的熱源模型和溫度場,結(jié)合MAG焊焊接接頭硬度分布和微觀組織特征,將焊接熱影響區(qū)HAZ（heat-affected zones）劃分為完全淬火粗晶區(qū)（CGHAZ）,完全淬火細(xì)晶區(qū)（FGHAZ）和未完全淬火區(qū)（ICHAZ）,確定了各HAZ的特征熱循環(huán)曲線,曲線峰值溫度Tp分別為1320℃、1020℃、830℃（7600℃）。（2）對HAZ各微區(qū)組織和性能的演變規(guī)律進(jìn)行了研究。與母材相比,HAZ各微區(qū)的抗拉強度和硬度提高,沖擊功下降... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．丨實驗用鋼顯微組織（ａ）ＯＭ像（ｂ）ＳＥＭ像??

按照ＡＳＴＭＥ２３－０３《金屬材料缺口試樣標(biāo)準(zhǔn)沖擊試驗方法》的規(guī)定，將尺寸??為１?ＩｍｍＸ丨ｌｍｍＸ９０ｍｍ的熱模擬樣品加工成標(biāo)準(zhǔn)Ｃｈａｒｐｙ－Ｖ型缺口沖擊試樣，??尺寸如圖２．２（ａ）所示，缺口位置開在熱模擬樣品均溫區(qū)中部。在ＳＡＮＳ－ＺＢＣ２４５２－??Ｃ沖擊試驗機上進(jìn)行不同溫度下的沖擊實驗，每個溫度下測試３個平行試樣。將??尺寸為ｌｌｍｍＸ３ｍｍＸ９０ｍｍ的熱模擬樣品加工成如圖２．２（ｂ）所示的非標(biāo)準(zhǔn)拉伸??試樣，以確保斷裂能夠發(fā)生在樣品的均溫區(qū)中部，獲得樣品的抗拉強度。采用島??津ＡＧ－Ｘ２５０ｋＮ拉伸試驗機進(jìn)行拉伸實驗。硬度試驗在ＬＥＣＯ?ＡＭＨ４３全自動顯??微硬度測試儀上進(jìn)行，維氏硬度試驗載荷為１００ｇ，保壓時間為１５ｓ。??ｌａ，｜＾??ｇ７＇５－ａｉ?ｉ〇Ｈ??Ｉ?｜??ｒ?ｊｒ?ｔ￣?—??＾?５５１Ｓ：！?■．?ｃｕ｜??（ｂ）?＿??，２６．５?，?｜?／?Ｅｎｌａｒｇｅｄ?ＨＡＺ??。廠?Ｉ?｜?門??１????Ｌ??＋卜丨，?ＯＪ??—?８０??＾?３??ｒ－１?＊＊１?—？—＾—??圖２．２力學(xué)性能測試樣品尺寸圖（ａ）?Ｃｈａｒｐｙ－Ｖ型沖擊功樣品（ｂ）拉伸樣品??Ｆｉｇ．２．２?ｔｈｅ?ｔｅｓｔ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｆｏｒ?ｍｅｃｈａｎｉｃａ

采用ＴＡ１４００焊接機器人進(jìn)行高強鋼的單道自動ＭＡＧ焊接，焊絲牌號ＣＨＷ－９５Ｃ。??焊接前，將鎳鉻－鎳硅熱電偶點焊在試板上、下表面的不同位置上，具體位置??如圖３．２所示。將熱電偶另一端連接在ＡＤＡＭ測溫模塊上，實時記錄待測點在??焊接過程中的溫度變化情況。焊接結(jié)束后，采用體積分?jǐn)?shù)４％硝酸酒精溶液腐蝕??焊縫截面，在Ｚｅｉｓｓ?Ａｘｉｏ?Ｓｃｏｐｅ?Ａ１光學(xué)顯微鏡下觀察并拍攝焊接接頭橫截面宏觀??形貌及ＨＡＺ各微區(qū)組織。采用ＬＥＣＯ?ＡＭＨ?４３全自動顯微維氏硬度試驗機測試??焊接接頭截面硬度，加載載荷為ｌ〇〇ｇ，保壓時間為１５ｓ．。??通過ＳＹＳＷＥＬＤ軟件可以模擬高強鋼ＭＡＧ焊接過程，建立并校核焊接熱??源模型。焊接試板三維模型建立和網(wǎng)格的劃分采用Ｖｉｓｕａｌ?Ｍｅｓｈ軟件。通過模擬??高強鋼ＭＡＧ焊過程中的溫度場變化，將其與實測焊縫截面形貌進(jìn)行對比，分析??通過模擬得到的焊接溫度場與實測溫度場是否吻合、焊接熱源參數(shù)選取的是否合??理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]800MPa高強鋼GMAW接頭組織性能及精細(xì)結(jié)構(gòu)研究[D]. 蔣慶磊.山東大學(xué) 2011

碩士論文
[1]高強鋼焊接過程及焊后熱處理的數(shù)值模擬研究[D]. 張博.武漢理工大學(xué) 2011



本文編號：2947558