發(fā)布時間：2018-12-10 14:50

【摘要】：9Ni鋼是美國于20世紀初開發(fā)的鎳含量為9%的超低溫鋼。由于在-162℃下仍然具有高的強度和良好的韌性,9Ni鋼被廣泛應用于建造LNG(液化天然氣)儲罐。但9Ni鋼焊接時,一般會在焊接接頭中靠近熔合線的粗晶區(qū)中出現(xiàn)低溫韌性局部脆化區(qū),這也是焊接接頭最薄弱的區(qū)域,易發(fā)生開裂和破壞。因此為保證LNG儲罐的安全性、避免災難事故的發(fā)生,本文通過焊接熱模擬技術、沖擊試驗,利用金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微電鏡、透射電子顯微鏡(TEM)和電子背散射衍射分析技術(EBSD)研究9Ni鋼焊接接頭組織及性能。本文試驗設計的內容主要包括焊接熱模擬部分和實際焊接部分。采用焊接熱模擬技術,分別模擬了單道和雙道焊接熱循環(huán),設置了不同的峰值溫度和冷卻時間t8/5,對焊接熱模擬試樣進行超低溫沖擊試驗和顯微組織分析,試驗結果表明：(1)模擬單道焊接熱循環(huán),峰值溫度為1350℃和950℃的焊接熱模擬試樣的顯微組織均為板條馬氏體,沖擊韌性較差,斷裂方式屬于脆性斷裂；峰值溫度為700℃時,顯微組織中出現(xiàn)了殘余奧氏體,沖擊韌性較好,斷裂方式屬于韌性斷裂。(2)模擬單道焊接熱循環(huán),峰值溫度相同時,冷卻時間t8/5改變時,馬氏體板條組織、大角度晶界所占、晶粒尺寸呈現(xiàn)一定的變化。(3)模擬雙道焊接熱循環(huán),冷卻時間為t8/5為15時,第二道峰值溫度為1350℃時焊接熱模擬試樣的顯微組織為板條馬氏體,峰值溫度降低到700℃,顯微組織中出現(xiàn)殘余奧氏體。再次焊接熱循環(huán)峰值溫度改變時,焊接熱模擬試樣的大角度晶界所占比例均很少,晶粒尺寸變化不大,沖擊韌性一般,斷裂方式屬于解理斷裂。在焊接熱模擬的基礎上,對9Ni鋼的低溫性能進行試驗和分析,分別采用手工電弧焊、埋弧焊對9Ni鋼板進行焊接,通過接頭拉伸、彎曲和沖擊試驗、顯微組織分析和斷口分析研究9Ni的焊接工藝性能和焊接方法對9Ni鋼焊縫、焊接熱影響組織及其性能的影響。試驗結果表明：(1)LNG儲罐用9Ni鋼在-196℃具有較好的強度、伸長率和韌性；(2)采用手工電弧焊、埋弧焊兩種焊接方法對9Ni鋼板進行焊接,獲得具有較好成形性能的焊接接頭,9Ni鋼焊接接頭的焊縫組織都是由奧氏體和析出相組成,結晶形態(tài)分別為樹枝狀晶、胞狀樹枝晶,并具有一定的方向性,焊接熱影響區(qū)組織都是由板條馬氏體組成。(3)采用手工電弧焊、埋弧焊兩種焊接方法焊接9Ni鋼的焊接接頭抗拉強度大,彎曲性能好,低溫沖擊韌性好,沒有出現(xiàn)脆化斷裂,9Ni鋼板焊縫的化學成分與母材匹配性良好。4)與手工電弧焊相比,埋弧焊焊縫胞狀晶比較細小,分布均勻,偏析分散,焊接粗晶區(qū)板條馬氏體組織細小,板條束多,低溫沖擊韌性較好。
[Abstract]:9Ni steel is an ultra-low temperature steel with nickel content of 9% developed in the early 20 ~ (th) century in the United States. 9Ni steel is widely used in the construction of LNG (liquefied natural gas) tanks because of its high strength and good toughness at-162 鈩，

本文編號：2370772