海洋工程用高级系泊链钢组织与耐蚀性性能研究
发布时间：2020-09-01 15:28
高级别的系泊链主要用于海洋工程平台及其装备在海洋中的系泊固定。系泊链服役条件恶劣,不仅要长期连续地经受巨大风浪颠波冲击,还要经受海水的浸蚀。高级系泊链是否具有优良的综合力学性能、同时具有良好的耐海水腐蚀性能,直接影响海洋工程平台及其装备的安全性、可靠性及其海洋开发及其工程的成本。材料的性能取决于材料的成分和组织,在材料成分一定的情况下,对材料热处理是改变其组织、提高其综合性能的有效途径。因此,研究不同热处理工艺对22MnCrNiMo系泊链钢的组织及其耐海水腐蚀性的影响,对制定系泊链钢的热处理工艺、研究与开发海洋工程用高级系泊链具有重要理论与实际工程应用意义。 本文采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD),以及静态失重法、电化学极化曲线测试、盐雾加速腐蚀试验及力学性能测试等手段,系统研究了22MnCrNiMo系泊链钢不同热处理状态的组织与性能,探讨了热处理工艺对22MnCrNiMo系泊链钢组织、腐蚀性能与力学性能的影响。 研究结果表明: 22MnCrNiMo具有较好的淬透性。22MnCrNiMo钢轧制态的组织为马氏体+下贝氏体+索氏体+少量块状铁素体。材料在轧制态具有较高的强度,但塑性、冲击韧性和耐腐蚀性能较差。经过910℃、930℃、950℃二次高温快速水淬保温30min后,得到板条马氏体组织。后经600℃、620℃、640℃回火保温15min、30min、45min水冷后得到的均为回火索氏体,其性能指标均能达到DNV船级社的要求。在相同的淬火温度下,随着回火时间的延长和回火温度的提高,试样的强度下降,塑性、冲击韧性和耐腐蚀性提高。通过930℃二次高温快速水淬,600℃、620℃、640℃回火分别保温30min后的试样进行人工海水浸蚀和盐雾加速腐蚀试验,分别通过失重法和增重法测出的腐蚀速率趋势同电化学极化曲线测出的腐蚀速率趋势是一致的。人工海水浸蚀试验通过失重法测出金属的腐蚀速率为小于0.0102 g.~(-2)h~(-1),均达到金属材料腐蚀等级的四级,属于耐蚀性材料。甚至经过620℃、640℃回火30的试样腐蚀速率分别达到了0.0086 g.~(-2)h~(-1),0.0085 g.~(-2)h~(-1),已达到三级(很)耐蚀标准。盐雾加速腐蚀试验表明,由于Cl~(-1)的扩散侵蚀,以及Cl~(-1)强穿透能力,导致了钢表面分布着一些不连续的蚀孔和带状蚀沟。焊缝区域力学性能和耐蚀性能和母材的变化趋势是一致的。焊缝区域组织由于经过二次加热,冷却速度较慢,所以组织较为粗大;以及焊缝区域与周边区域组织之间存在差异,而且焊缝区域组织不均匀因此焊缝处无论是力学性能还是耐腐蚀性能都较母材组织稍差。通过综合比较力学性能和腐蚀性能,我们最终选定在930℃二次高温快速加热淬火分别保温30min,620℃回火保温30min的热处理工艺。
【学位单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TG142.15
【部分图文】：
on Microscope）即扫描电子显微镜，可利用二次电ge)显示系泊链钢的组织特征以及腐蚀形貌。研究合相进行定量或半定量分析。子显微镜；英国牛津 INCA 能谱仪。用美国 EG&G 公司的 M283 恒电位仪，所用测试试系统。实验前先将工作电极置于实验介质中浸稳定后开始动电位极化曲线测量。初始电位设定终止电位设定为 250mV，电位扫描速度为 1mV/s 极 系 统 ， 工 作 电 极 为 用 环 氧 树 脂 密 封 的 标露面积为 1cm2，辅助电极用铂电极，参比电极为将电极装于盛有人工海水(25g/LNaCl；11g/LMg/烧杯中，如图 2.1
盐雾实验箱温度为35℃±1℃，湿度大于95％。盐雾沉降量为1ml/80cm2·h。喷嘴压强满足要求，在0.7~1kg/cm2范围之内。（4）实验仪器本实验采用常州市华夏环境试验设备有限公司生产的C型盐雾试验箱；型号为：YWX/Q-C；空气压缩机型号：V-0.013/12.5排气压力：1.25M 容积流量：0.13m3/min2.2.8 力学性能测试试验为了研究不同热处理工艺对 22MnCrNiMo 钢力学性能的影响以及比较闪光焊接前后材料性能的变化，本课题做了以下实验：（1）拉伸试验将经过热处理和闪光焊后再热处理的试验材料按 GB/T228-2002《金属材料室温拉伸要求》，加工成标准拉伸试样，如图 2.2 所示。在 CMT5305 微机控制电子万能实验机上以 4mm/min 的拉伸速率进行室温拉伸试验。
拉伸试验经常要测定的四项性能指标。试验时，试验机以规定的速率均匀地拉伸试样，试验机可自动绘制曲线图。对于低碳钢等塑性好的材料，在试样拉伸到屈服点时，测力明显的抖动，可分出上、下屈服点（σsu和 σsl），在计算时，常取 σsl。伸长率 δ 和断面收缩率 ψ 可将试验断裂后的试样拼合，测量其长度和径而计算出来。（2）冲击试验将经过热处理和闪光焊后再热处理的试验材料按 GB/T229-2007《金属比摆锤冲击试样方法》。要求加工成标准 10mm×10mm×55mmV 型缺口冲，如图 2.3 所示。在 JBD-30 型冲击试验机上做冲击试验，冲击能量为 30/，采用 30kg 锤头在室温下进行冲击试验。冲击试验可以测定材料的韧性。冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功 Ak表示[63]。试验是式冲击试验机上进行的。在规定条件（包括高温，室温和低温）下通过摆打击夏比缺口冲击试样，测定冲击吸收能量。
本文编号：2809918
【学位单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TG142.15
【部分图文】：
on Microscope）即扫描电子显微镜，可利用二次电ge)显示系泊链钢的组织特征以及腐蚀形貌。研究合相进行定量或半定量分析。子显微镜；英国牛津 INCA 能谱仪。用美国 EG&G 公司的 M283 恒电位仪，所用测试试系统。实验前先将工作电极置于实验介质中浸稳定后开始动电位极化曲线测量。初始电位设定终止电位设定为 250mV，电位扫描速度为 1mV/s 极 系 统 ， 工 作 电 极 为 用 环 氧 树 脂 密 封 的 标露面积为 1cm2，辅助电极用铂电极，参比电极为将电极装于盛有人工海水(25g/LNaCl；11g/LMg/烧杯中，如图 2.1
盐雾实验箱温度为35℃±1℃，湿度大于95％。盐雾沉降量为1ml/80cm2·h。喷嘴压强满足要求，在0.7~1kg/cm2范围之内。（4）实验仪器本实验采用常州市华夏环境试验设备有限公司生产的C型盐雾试验箱；型号为：YWX/Q-C；空气压缩机型号：V-0.013/12.5排气压力：1.25M 容积流量：0.13m3/min2.2.8 力学性能测试试验为了研究不同热处理工艺对 22MnCrNiMo 钢力学性能的影响以及比较闪光焊接前后材料性能的变化，本课题做了以下实验：（1）拉伸试验将经过热处理和闪光焊后再热处理的试验材料按 GB/T228-2002《金属材料室温拉伸要求》，加工成标准拉伸试样，如图 2.2 所示。在 CMT5305 微机控制电子万能实验机上以 4mm/min 的拉伸速率进行室温拉伸试验。
拉伸试验经常要测定的四项性能指标。试验时，试验机以规定的速率均匀地拉伸试样，试验机可自动绘制曲线图。对于低碳钢等塑性好的材料，在试样拉伸到屈服点时，测力明显的抖动，可分出上、下屈服点（σsu和 σsl），在计算时，常取 σsl。伸长率 δ 和断面收缩率 ψ 可将试验断裂后的试样拼合，测量其长度和径而计算出来。（2）冲击试验将经过热处理和闪光焊后再热处理的试验材料按 GB/T229-2007《金属比摆锤冲击试样方法》。要求加工成标准 10mm×10mm×55mmV 型缺口冲，如图 2.3 所示。在 JBD-30 型冲击试验机上做冲击试验，冲击能量为 30/，采用 30kg 锤头在室温下进行冲击试验。冲击试验可以测定材料的韧性。冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功 Ak表示[63]。试验是式冲击试验机上进行的。在规定条件（包括高温，室温和低温）下通过摆打击夏比缺口冲击试样，测定冲击吸收能量。
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 王国欣;粗镁直接熔炼AM60镁合金中夹杂物分析[D];沈阳工业大学;2012年
本文编号：2809918
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