【摘要】：本文對(duì)690MPa級(jí)新型海洋平臺(tái)用5Mn鋼的焊接性、不同熱輸入下接頭組織和力學(xué)性能演變規(guī)律和相關(guān)焊接工藝進(jìn)行了研究,為5Mn鋼在海洋工程結(jié)構(gòu)中的焊接提供了理論指導(dǎo)和試驗(yàn)依據(jù)。本文首先通過熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)、對(duì)接接頭剛性拘束裂紋試驗(yàn)、焊接SH-CCT圖對(duì)試驗(yàn)鋼的焊接性和冷裂紋敏感性進(jìn)行了評(píng)價(jià);基于上述結(jié)論,在三種熱輸入(12KJ/cm、15KJ/cm、18KJ/cm)工藝下對(duì)50mm厚5Mn鋼對(duì)接接頭的組織演化和力學(xué)性能進(jìn)行研究分析。得出以下結(jié)論:(1)最高硬度試驗(yàn)和剛性拘束試驗(yàn)結(jié)果表明50mm厚5Mn鋼HAZ具有較為明顯的組織淬硬傾向和冷裂傾向,而在實(shí)際焊接過程中預(yù)熱200℃即可防止HAZ的冷裂。通過熱模擬試驗(yàn)繪制試驗(yàn)鋼SH-CCT圖,隨著t8/5的增加模擬CGHAZ的組織演化規(guī)律為:片狀馬氏體→板條馬氏體→板條馬氏體+板條貝氏體+粒狀貝氏體→板條貝氏體+粒狀貝氏體。模擬CGHAZ的硬度隨著t8/5的增加呈逐漸降低的趨勢(shì)。(2)在三種熱輸入下,焊縫中合金元素的損失量隨著熱輸入的增加上升;焊縫中促進(jìn)AF形核的有效夾雜物隨著熱輸入增加數(shù)量減少,并且隨著夾雜物尺寸和成分的改變,AF形核的方式發(fā)生了改變;焊縫主要由AF組成,隨著熱輸入的增加GBF和FSP的含量降低。道間組織主要由AF、GBF和GB組成。CGHAZ為粗大的板條馬氏體,FGHAZ經(jīng)過類回火過程形成細(xì)小均勻的板條馬氏體。隨著熱輸入的增加焊接接頭強(qiáng)度降低,塑性增加;焊接接頭硬度分布復(fù)雜,焊縫與HAZ硬度隨著熱輸入的增加有降低的趨勢(shì),而且在CGHAZ產(chǎn)生了明顯的硬化,同時(shí)軟化區(qū)不明顯;焊縫低溫沖擊功整體較高,焊縫韌性良好,而HAZ低溫沖擊功相比較低。焊縫斷口為典型均勻分布的韌窩,而HAZ斷口由冰糖狀的沿晶斷口和河流花樣的準(zhǔn)解理小刻面組成。
【學(xué)位授予單位】：鋼鐵研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG457.11
【圖文】：

（1）自升式鉆井平臺(tái) （2）半潛式鉆井平臺(tái) （3）浮式儲(chǔ)油卸油裝置圖 1.1 典型海洋平臺(tái)Fig.1-1 Typical offshore platform目前，690MPa 級(jí)海洋平臺(tái)用鋼采用的是在低 C、中 Mn（≤3wt%）的基礎(chǔ)上

試驗(yàn)采用鞍鋼工業(yè)化試制50mm厚的調(diào)質(zhì)中錳（5Mn）合金化鋼板，鋼板尺寸為600mm×200mm×50mm，長(zhǎng)度方向?yàn)檐堉品较颉Ｄ覆慕M織為典型的回火馬氏體，如圖2-1所示。委托國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心對(duì)試驗(yàn)鋼板的化學(xué)成分及基本力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。母材的化學(xué)成分及基本力學(xué)性能見表2-1、2-2所示。由表可知，母材在橫向與縱向具有相似的力學(xué)性能，且在具有高強(qiáng)度的同時(shí)，還具有較高的韌性。圖 2-1 母材 OM 顯微組織Fig.2-1 OM microstructure of base material表 2-1 母材化學(xué)成分（%）Table.2-1 Chemical composition of base metal(%)厚度/mm C Si Mn Ni P S Mo Cr+Cu+Al Fe50 0.068 0.25 5.59 0.37 0

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2721165