LNG储罐用9Ni钢焊接接头组织特征研究及失效分析

发布时间：2020-02-13 21:49

【摘要】：随着环境问题的日益严重以及煤、石油等能源的日益枯竭,天然气作为一种清洁的且热值较高的能源日益受到世界各国的重视。液化天然气(LNG)储罐的建造技术作为天然气工业装备制造领域的重要组成部分,在我国天然气产业的发展乃至经济建设过程中起到至关重要的作用。9Ni钢作为LNG储罐的主要材料,在其焊接过程中,焊接接头塑韧性的恶化一直是一个比较突出的问题,本课题利用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等试验仪器,着重从冶金学的角度对9Ni钢焊接接头塑韧性恶化的原因进行了探究。试验结果表明:9Ni钢焊接接头热影响区组织性能良好,主要存在两种典型的奥氏体相:一类是呈薄膜状沿马氏体板条分布的回转奥氏体相,另一类为呈球状或细条状沿原奥氏体晶界分布的残余奥氏体相。同时在热影响区还发现了少量的M-A组元。焊缝金属中存在粗大的树枝晶组织,经统计计算后得到平均一次枝晶间距为26.70μm、平均二次枝晶间距为8.69μm。Ni-Mo系焊材施焊后的焊缝金属组织中,主要的析出物为M_6C型富Mo碳化物,根据其形貌及分布特征可以分为两类:第一类呈长条状分布于基体,第二类以断续颗粒状沿晶界分布。Ni-Cr-Mo系焊材施焊后的焊缝金属组织中,主要析出物为MC型富Nb碳化物及M_(23)C_6型富Cr碳化物,同时存在少量的γ0相及NbC/Laves共晶组织。断口分析表明:焊缝金属开裂失效断口截面呈现出典型的延性断口特征,断口截面布满大小不等的圆形及椭圆形杯状韧窝群。通过对焊接接头显微组织的研究及对开裂断口的观察分析表明:9Ni钢焊缝金属弯曲失效的主要原因是组织中存在粗大的树枝晶组织、大颗粒夹杂、显微裂纹、第二相析出物等,使焊缝金属塑韧性恶化。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE972

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本文编号：2579263