本文關(guān)鍵詞：V-N-Ti、Nb-V-Ti鋼焊接粗晶區(qū)組織演變及對(duì)韌性的影響

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【摘要】：研發(fā)具有可大線能量焊接的海洋平臺(tái)用微合金鋼是我國海洋工程裝備高速發(fā)展和大力開發(fā)海洋經(jīng)濟(jì)的需要,本文對(duì)國內(nèi)外海洋平臺(tái)用可大線能量焊接微合金鋼粗晶區(qū)(CGHAZ)的相關(guān)研究進(jìn)行了分析論述,在此基礎(chǔ)上對(duì)E36級(jí)別海洋平臺(tái)用V-N-Ti和NbV-Ti微合金鋼熱影響區(qū)中的粗晶區(qū)進(jìn)行對(duì)比研究。系統(tǒng)分析了在不同焊接線能量,特別是大線能量焊接條件下,海洋平臺(tái)用V-N-Ti和Nb-V-Ti微合金鋼粗晶區(qū)組織演變和韌性變化的規(guī)律。本研究采用Gleeble 3800試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行焊接熱循環(huán)模擬試驗(yàn)。繪制、分析了兩種試驗(yàn)鋼焊接熱模擬條件下粗晶區(qū)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(SHCCT),并對(duì)兩種鋼的組織演變規(guī)律進(jìn)行了分析;對(duì)兩種試驗(yàn)鋼粗晶區(qū)進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn),結(jié)合組織演變規(guī)律,分析了粗晶區(qū)組織對(duì)硬度和韌性變化規(guī)律的影響;利用透射電鏡并結(jié)合Thermo-Calc熱力學(xué)計(jì)算軟件對(duì)試驗(yàn)鋼中各沉淀粒子的析出類型、析出占比等進(jìn)行了計(jì)算;進(jìn)行了大角度晶界分析和有效晶粒尺寸統(tǒng)計(jì),結(jié)合掃描電鏡對(duì)解理斷口以及二次裂紋進(jìn)行了觀察分析,探討、分析了析出粒子對(duì)晶粒細(xì)化的作用;此外通過MA組元和珠光體團(tuán)的統(tǒng)計(jì)和臨界解理裂紋尺寸計(jì)算,分析了MA組元和珠光體團(tuán)對(duì)解理裂紋起裂的影響,進(jìn)一步分析了兩者對(duì)韌性的影響。結(jié)果表明:對(duì)比Nb-V-Ti微合金鋼,在大線能量條件下,新型V-N-Ti微合金鋼粗晶區(qū)的韌性普遍提高。在t8/5為30s時(shí),即線能量為103k J/cm,-40℃低溫沖擊功最高,為56.67J,粗晶區(qū)韌性改善效果最好。這是由于t8/5為30s時(shí)粗晶區(qū)裂紋起裂功和擴(kuò)展功都最高。在不同t8/5條件下,裂紋起裂功的變化規(guī)律受到MA組元和珠光體團(tuán)兩者的綜合影響,而斷口解理平面面積變化規(guī)律反映了裂紋擴(kuò)展功的變化。對(duì)于V-N-Ti微合金鋼粗晶區(qū),從組織上看,主要由細(xì)小的多邊形鐵素體、板條貝氏體、粒狀貝氏體和少量珠光體組成;從沉淀粒子角度看,V-N-Ti微合金鋼粗晶區(qū)中,彌散分布著細(xì)小的(V,Ti)(C,N)粒子,一方面釘扎原始奧氏體晶界,另一方面促進(jìn)鐵素體的形核;從斷裂機(jī)理看,MA組元和珠光體團(tuán)兩種裂紋源的面積占比低,所需解理裂紋起裂功高;V-N-Ti微合金鋼粗晶區(qū)具有較小的有效晶粒尺寸,所需解理裂紋擴(kuò)展功高。對(duì)于Nb-V-Ti微合金鋼粗晶區(qū),含鈮粒子完全溶解無法釘扎原始奧氏體,此外鈮元素抑制了鐵素體相變,導(dǎo)致有效晶粒尺寸過大,原始奧氏體晶界上分布著大量長(zhǎng)條狀MA組元。由于以上多種因素綜合作用,導(dǎo)致了在大線能量作用下Nb-V-Ti微合金鋼粗晶區(qū)的沖擊韌性下降。
【關(guān)鍵詞】：V-N-Ti微合金鋼 Nb-V-Ti微合金鋼 粗晶區(qū) 組織 斷裂 沖擊韌性
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG142.1;TG40
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第一章 緒論10-29
• 1.1 海洋平臺(tái)用鋼的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2 可大線能量焊接鋼的發(fā)展11-12
• 1.2.1 大線能量焊接粗晶區(qū)脆化問題11-12
• 1.2.2 可大線能量焊接鋼技術(shù)研究進(jìn)展12
• 1.3 傳統(tǒng)海洋平臺(tái)用Nb-V-Ti微合金鋼焊接粗晶區(qū)研究進(jìn)展12-18
• 1.3.1 粗晶區(qū)組織12-16
• 1.3.2 原始奧氏體晶粒尺寸16-17
• 1.3.3 沉淀粒子17-18
• 1.4 V-N及含鈦微合金鋼粗晶區(qū)韌性影響因素18-27
• 1.4.1 粗晶區(qū)組織19-21
• 1.4.2 原始奧氏體晶粒尺寸21-23
• 1.4.3 沉淀粒子23-27
• 1.5 本課題的研究意義27-29
• 第二章 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法29-33
• 2.1 試驗(yàn)材料及工藝29
• 2.2 研究?jī)?nèi)容29
• 2.3 試驗(yàn)方法29-33
• 2.3.1 焊接熱模擬試驗(yàn)29-31
• 2.3.2 焊接粗晶區(qū)力學(xué)性能試驗(yàn)及斷口分析31
• 2.3.3 焊接粗晶區(qū)顯微組織觀察31
• 2.3.4 焊接粗晶區(qū)晶體學(xué)特征31-32
• 2.3.5 焊接粗晶區(qū)第二相的觀察及統(tǒng)計(jì)32
• 2.3.6 焊接粗晶區(qū)透射電鏡觀察32
• 2.3.7 沉淀相粒子Thermo-Calc計(jì)算32-33
• 第三章 V-N-Ti和Nb-V-Ti微合金鋼焊接粗晶區(qū)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變行為33-41
• 3.1 粗晶區(qū)組織演變33-37
• 3.2 粗晶區(qū)硬度變化規(guī)律37-38
• 3.3 粗晶區(qū)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 V-N-Ti和Nb-V-Ti微合金鋼粗晶區(qū)組織和力學(xué)性能41-51
• 4.1 粗晶區(qū)韌性41-42
• 4.2 粗晶區(qū)微觀結(jié)構(gòu)42-43
• 4.3 粗晶區(qū)MA組元的規(guī)律43-44
• 4.4 粗晶區(qū)沉淀粒子的作用44-48
• 4.4.1 沉淀粒子對(duì)原始奧氏體晶粒尺寸的影響44-46
• 4.4.2 沉淀粒子對(duì)晶粒細(xì)化的影響46-48
• 4.5 粗晶區(qū)組織與韌性關(guān)系48-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第五章 焊接線能量對(duì)V-N-Ti微合金鋼粗晶區(qū)解理裂紋起裂的影響51-62
• 5.1 MA組元和珠光體團(tuán)形貌51-53
• 5.2 粗晶區(qū)斷口分析53-54
• 5.3 粗晶區(qū)二次裂紋分析54-55
• 5.4 粗晶區(qū)MA組元演變規(guī)律55-57
• 5.5 粗晶區(qū)珠光體團(tuán)演變規(guī)律57-58
• 5.6 MA組元和珠光體團(tuán)對(duì)解理斷裂的影響58-60
• 5.7 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 在學(xué)期間研究成果69-70
• 致謝70

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本文編號(hào)：656019