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《國產船用耐蝕鋼手工焊接接頭組織和性能.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、國產船用耐蝕鋼手工焊接接頭組織和性能摘要：采用我國自主研發(fā)耐蝕手工焊條CJ507NS對國產船用耐蝕鋼DH32分別進行橫位置和立位置焊接，利用光學顯微鏡、萬能應力試驗機、維氏硬度計對兩種位置焊接接頭的組織和性能進行了研究。試驗結果表明，國產耐蝕手工焊條與國產耐蝕DH32具有較好匹配性，橫位置焊接頭的抗拉強度達到516MPa，-20℃平均沖擊值為235J；立位置焊接接頭抗拉強度達到526MPa，-20℃平均沖擊值達到103J。兩種位置焊接接頭的硬度均小于350HV，經過168h內底板腐蝕試驗接頭表面都沒有不連續(xù)臺階，經過98天上甲板腐蝕試驗，焊
2、縫與母材交界處無明顯臺階，都滿足現(xiàn)有船規(guī)和IMO標準要求。引言? 遠洋運輸?shù)挠痛浻团?，由于原油成分的多樣性和含有多種酸性腐蝕介質造成的原油腐蝕，都是船舶運行中常見的腐蝕問題。2010年5月，國際海事組織(IMO)海上安全委員會第87屆會議通過了《原油船貨油艙替代防腐措施性能標準》。從而使《原油船貨油艙替代防腐措施性能標準》成為《國際海上人命安全(SOLAS)公約》框架內的強制性要求，并將于2014年1月1日正式實施。耐蝕鋼已成為IMO油船貨油艙涂層標準唯一的替代方案。耐蝕鋼技術的推出不僅對造船界的影響舉足輕重，也將對鋼鐵等相關行業(yè)產生深
3、遠影響[1-6]。日本已在耐蝕鋼領域進行了多年的研究，油船耐蝕鋼的生產及相關焊接、評價技術仍為日本企業(yè)所壟斷，且日本正在我國申請相關專利。因此，耐蝕鋼性能標準的通過對國內相關造船企業(yè)、鋼鐵企業(yè)都將產生顯著影響，短期內可能形成日本耐蝕鋼的壟斷性供應，甚至可能對我國承接船舶訂單形成技術壁壘。目前國產耐蝕鋼剛剛推出，還沒有一種適用于原油船貨油艙用國產耐蝕鋼的手工焊焊接方法。? 本文針對國產船用耐蝕鋼DH32采用我國自主研發(fā)耐蝕手工焊條CJ507NS進行橫位置、立位置焊接，對焊接接頭進行常規(guī)力學性能檢測以及腐蝕性能試驗，對國產手工焊條和耐蝕鋼匹配
4、性進行了研究。? 1?試驗材料與方法? 試驗用母材為國產船用耐蝕DH32鋼，屈服強度為384MPa，抗拉強度為445MPa，-20℃沖擊韌性值為333J，板厚20mm，主要化學成分如表1所示。試驗用焊材為自主研發(fā)的CJ507NS耐蝕手工焊條，焊條直徑分別為3.2mm和4.0mm，焊條焊芯化學成分見表2。? 為了考察船用耐蝕鋼手工焊接頭性能，根據(jù)焊接位置不同，選用立位置焊和橫位置焊。其中，橫位置焊采用非對稱雙面V型坡口，單側坡口角度分別為10°、40°；立位置焊坡口采用對稱雙面V型坡口，坡口角度為50°，坡口形式如圖1所示。焊前將坡口附
5、近油污、鐵銹和雜質清理干凈，試板焊前不預熱，焊后無熱處理。焊條試驗前需在350——400℃烘焙1.5-2h。橫位置焊接過程中先采用直徑3.2mm焊條打底，填充和蓋面均采用直徑4.0mm的焊條。立位置焊接過程全采用直徑3.2mm焊條。具體工藝參數(shù)如表3所示。? 焊接后依據(jù)GB/T2651—2008《焊接接頭拉伸試驗方法》、GB/T2653—2008《焊接接頭彎曲試驗方法》、GB/T2650—2008《焊接接頭沖擊試驗方法》、CB/T3770—2013《船用鋼材焊接接頭維氏硬度》、、《原油油船貨油艙耐腐蝕鋼材檢驗指南》CB/T3380—201
6、3《船用鋼材焊接接頭宏觀組織及缺欠酸蝕試驗方法》分別對焊接接頭進行拉伸性能、彎曲性能、沖擊韌性、抗腐蝕性能以及焊縫組織進行檢測和分析；試驗設備分別為WE-1000液壓式萬能試驗機、ZBC3452-A擺錘式沖擊試驗機、尼康EPIPHOT300倒置式金相顯微鏡。? 內底板腐蝕試驗時將焊接接頭試樣放置于PH值為0.85的10%NaCl溶液中，試驗溫度為30℃，168小時后去除表面腐蝕產物，將去除產物的每片試樣切取兩片平行分析試樣，取試樣側面為觀察面，經水磨拋光和硝酸酒精腐蝕后利用光學顯微鏡觀察焊縫熔合區(qū)。上甲板腐蝕試驗中，試驗裝置中通入一定比例
7、的腐蝕氣體（氧氣、二氧化碳，二氧化硫，硫化氫，余量為氮氣），試樣高溫保持溫度為50℃，持續(xù)18.5h，低溫保持溫度為25℃，持續(xù)2.5h，升降溫時間均為1.5h，水浴溫度為27.8℃，低溫高溫階段循環(huán)進行，試驗時間為98天。試驗后腐蝕試樣去除表面腐蝕產物，每片腐蝕試樣選取兩片平行分析試樣，腐蝕拋光后觀察焊縫熔合區(qū)顯微組織。? 2?試驗結果與分析 2.1手工焊焊接接頭顯微組織? 不同位置手工焊焊接接頭焊縫組織如圖1所示。由圖1可知，兩種焊接位置焊接接頭顯微組織均由先共析鐵素體（晶界鐵素體）、側板條鐵素體和針狀鐵素體組成。橫位置焊時焊縫組
8、織的針狀鐵素體組織比例顯著高于立位置焊時焊縫中的針狀鐵素體組織。針狀鐵素體是由相鄰的細小的大傾角鐵素體組成，晶內分布有高密度的位錯，因此能阻止裂紋擴展而具有較好的止裂性能，表現(xiàn)為
