我國海洋面積占陸地面積的三分之一,近年來,隨著對海洋研究的不斷深入,海洋平臺和造船工業(yè)的發(fā)展變得尤為重要,然而,海洋設(shè)備不斷大型化、重量化,嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率。焊接工藝在生產(chǎn)中占據(jù)了大量工時,因此提高焊接效率對大型海洋設(shè)備生產(chǎn)有著重要意義。大線能量焊接條件具有極高的熱源密度,可以減少焊接道次,減少多道焊接產(chǎn)生的缺陷和不利影響,提高大型海洋設(shè)備的生產(chǎn)效率而越來越受到關(guān)注,但由于其焊接能量過大對母材的設(shè)計提出了更高的要求。V、Ti作為重要的合金元素可以在鋼中以第二相的形式改善鋼材組織,提高鋼材的性能,近年來,部分研究者不斷嘗試以Nb、V、Ti作為合金元素改善鋼材焊接性能,本文在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上通過總結(jié)和模擬計算研究了V在焊接熱源影響下的析出規(guī)律;設(shè)計了可承受較高熱輸入量的V-N系熱軋船板鋼成分;同時通過合理的V、Ti、N配比利用其第二相粒子的復(fù)合析出,實現(xiàn)了大線能量焊接條件下組織的分級調(diào)控;利用激光共聚焦顯微鏡（LSCM）和熱模擬實驗分別對焊接母材熔化區(qū)和焊接熱影響區(qū)的演變規(guī)律進(jìn)行了研究,得到如下研究結(jié)果:（1）V在鋼中可形成細(xì)小而彌散的第二相粒子促進(jìn)針狀鐵素體的形成,改善母材的可焊接性能,... 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

裂紋在側(cè)板條組織和晶內(nèi)針狀鐵素體中的擴(kuò)展路徑Fig.1.1Thepropagationpathofcracksinthelateralslatstructureandintra-crystalline

遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3的碳當(dāng)量；（4）服役環(huán)境原因。由于大線能量焊接用鋼通常尺寸大導(dǎo)致焊接過程中難度大，易產(chǎn)生缺陷，且其服役環(huán)境差，例如海水腐蝕、低溫等。圖1.1裂紋在側(cè)板條組織和晶內(nèi)針狀鐵素體中的擴(kuò)展路徑Fig.1.1Thepropagationpathofcracksinthelateralslatstructureandintra-crystallineacicularferrite在大熱輸入焊接用鋼的生產(chǎn)工藝技術(shù)方面，日本始終處于世界領(lǐng)先地位。1990年的國際鋼鐵大會上，日本的研究人員首次提出了“氧化物冶金”的概念。之后的二十年多年間，基于此概念，日本不斷完善大熱輸入焊接用鋼的生產(chǎn)工藝技術(shù)。迄今為止，日本在大線能量焊接用鋼方面已經(jīng)實現(xiàn)了從理論到實際生產(chǎn)的跨越，以及對海洋，石油，核電，建筑等領(lǐng)域用鋼制取技術(shù)的革新。例如：日本的新日鐵、JFE、神戶制鋼等幾所有名的大企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出了能夠承受高能量輸入焊接的海洋用鋼，橋梁用鋼，超高層建筑用鋼，基于此強(qiáng)力的工業(yè)基礎(chǔ)，日本的工業(yè)生產(chǎn)效率進(jìn)入飛速提升的階段。雖然日本的幾大鋼企技術(shù)革新最初始的概念都是“氧化物冶金”技術(shù)，但是衍生出來的實際生產(chǎn)技術(shù)是各不相同的，如圖1.2所示：圖1.2氧化物冶金法的分類Fig.1.2Classificationofoxidemetallurgy

遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖1.3焊接熱傳遞模型Fig.1.3Weldingheattransfermodel在焊接厚板時，散熱主要發(fā)生在放射源的散熱。在任意時刻，溫度隨時間和距離的變化為:tretvq4022/（1.2）其中r為與熱源相對距離（222zyr）；q為熱能量；v為熱源移動速度；θ0為初始溫度。圖1.4厚板熱傳遞模型Fig.1.4Thickplateheattransfermodel基于以上，Portevin和Seferian提出了三維焊接模型，x軸表示焊接方向(x表示距離和時間)，y表示到焊接接頭軸的距離，z表示溫度。在與軸y的距離固定的情況下，熱循環(huán)T由模型和y與（xoz）平行的平面的交點來表示。同樣，在給定的溫度t1下，等溫線的形式可以用t1與（xoy）平行的平面的交線來描述�？梢园l(fā)現(xiàn)，薄件與厚件焊接時溫度分布的差異巨大，在熱源通過的上游等溫線網(wǎng)絡(luò)的密度要大得多，這意味著溫度的上升（加熱階段）要比下降（冷卻階段）快得多[12-13]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]第二相粒子對高強(qiáng)船板鋼焊接HAZ影響的研究進(jìn)展[J]. 李孟星,孟祥海,馬濤,張宏博,李欣,王哲,李運剛.  熱加工工藝. 2018(19)
[2]合金元素對大線能量焊接用鋼組織性能的影響[J]. 王超,婁號南,王丙興,王昭東,王國棟.  鋼鐵. 2018(06)
[3]大熱輸入焊接用鋼的焊接粗晶熱影響區(qū)韌性提升方法研究[J]. 鄒宗園,許小奎,李銀瀟,王超.  金屬學(xué)報. 2017(08)
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[7]汽車大梁鋼中第二相粒子析出行為[J]. 黃耀,趙征志,趙愛民,孫薇,趙代銀,包闊.  北京科技大學(xué)學(xué)報. 2013(07)
[8]大熱輸入焊接EH36船板鋼接頭力學(xué)性能[J]. 武會賓,梁國俐,唐荻.  焊接學(xué)報. 2012(02)
[9]大線能量焊接高強(qiáng)船板鋼氧化物冶金技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 劉湃.  世界鋼鐵. 2012(01)
[10]大線能量焊接用船體結(jié)構(gòu)鋼的研究進(jìn)展[J]. 付魁軍,及玉梅,王佳驥,劉芳芳.  鞍鋼技術(shù). 2011(06)

碩士論文
[1]V-N-Ti、Nb-V-Ti鋼焊接粗晶區(qū)組織演變及對韌性的影響[D]. 盧峰.安徽工業(yè)大學(xué) 2016
[2]Nb對大線能量焊接高強(qiáng)度低合金鋼熱影響區(qū)組織和性能的研究[D]. 陶學(xué)理.武漢科技大學(xué) 2009



本文編號：3540953