船用钢焊接接头组织及其耐蚀性研究

发布时间：2017-06-19 08:46

  本文关键词：船用钢焊接接头组织及其耐蚀性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在船舶用钢使用过程中会受到苛刻的腐蚀影响,会对船舶结构钢造成剧烈的腐蚀侵害,而这种影响又尤其以焊接接头的腐蚀危害最为严重。本文的研究对象是低碳低合金A32船用钢焊接接头,以其在实际生产应用为背景,探究了不同的热处理温度对焊接接头的微观组织的影响,并通过静态失重实验,电化学测试中的动电位极化曲线和阻抗(EIS)分析判定了各热处理温度下的焊接接头腐蚀倾向和腐蚀速率。结合扫描电子显微镜,XRD射线衍射分析仪和EDS能谱仪探讨了腐蚀产物的产生机理并对比分析了不同热处理温度后的焊接接头腐蚀性能不一样的原因,最后通过慢应变拉伸试验机对不同热处理温度下的焊接接头的抗应力腐蚀性能进行了测试。为A32船用钢在实际生产焊接的焊后热处理工艺提供了理论指导。通过金相组织的观察可以发现,热处理前的焊接接头组织中主要是珠光体+铁素体组织,弥散分布着Fe3C组织,热处理后的焊接接头中珠光体大量的减少,大量的转换为针状铁素体。焊缝区热处理前后都以粒状贝氏体形式出现。在模拟海水腐蚀介质中,经过静态失重测试和腐蚀形貌观察发现,未进行热处理的焊接接头的抗腐蚀性能最低;而经过高温热处理的焊接接头相比未进行热处理的焊接接头具有更佳的耐蚀性。在电化学测试研究发现,焊接接头的耐蚀性能随着热处理温度的提高而提高,其中经过600℃和800℃热处理后的焊接接头动电位极化曲线有较高的自腐蚀电位和较小的自腐蚀电流密度,和最高的极化电阻;结合XRD分析表明热处理后的试样锈层中含有较多的α-FeOOH而具有更好的耐蚀性。通过慢应变拉伸试验得到了未进行热处理的焊接接头具有最低的抗拉强度和延伸率,经过高温热处理的焊接接头具有较高的抗拉强度和延伸率。结合断口形貌分析可知,未进行热处理的断口出现准解理面,其韧窝稀少,具有较高的抗应力腐蚀因子;经过高温热处理的断口形貌具有稠密的韧窝,是明显的塑性断裂,其具有较低的抗应力腐蚀因子。
【关键词】：船用钢 焊接接头 热处理 耐腐蚀性
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U668.2;U671.8
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-24
• 1.1 课题背景及意义13-14
• 1.2 船用钢的研究现状14-16
• 1.2.1 船用钢的概念14
• 1.2.2 船用钢的发展历史14-15
• 1.2.3 船用钢的国内研究现状15-16
• 1.2.4 船用钢的国际研究现状16
• 1.3 船用钢的焊接研究现状16-19
• 1.3.1 船用钢的焊接工艺研究16-17
• 1.3.2 船用钢的组织与性能研究17-19
• 1.4 焊接接头在海水中的腐蚀19-23
• 1.4.1 焊接接头的腐蚀行为及特点19-20
• 1.4.2 对接接头的组织结构与金属侵蚀性的关系20-21
• 1.4.3 船用钢的SCC行为21-22
• 1.4.4 船用钢的接头腐蚀介质试验22-23
• 1.5 本文的研究内容23-24
• 第2章 实验设备材料及方法24-29
• 2.1 实验材料24-25
• 2.2 焊接工艺25-26
• 2.2.1 焊前准备25
• 2.2.2 焊接工艺参数设定25-26
• 2.3 焊后热处理26
• 2.4 性能测试26-29
• 2.4.1 金相实验26-27
• 2.4.2 模拟海水腐蚀实验27-28
• 2.4.3 应力腐蚀实验28-29
• 第3章 焊后热处理对焊接接头组织的影响29-37
• 3.1 引言29
• 3.2 船用低合金钢母材微观组织分析29-31
• 3.3 船用低合金钢焊缝显微组织分析31-33
• 3.4 船用低合金钢热影响区微观组织分析33-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 低合金高强钢焊接接头耐海水腐蚀性能研究37-64
• 4.1 引言37
• 4.2 静态失重实验37-40
• 4.2.1 静态失重实验方法38-39
• 4.2.2 静态失重实验结果及分析39-40
• 4.3 腐蚀形貌分析40-48
• 4.3.1 腐蚀后的焊接接头宏观形貌分析40-42
• 4.3.2 腐蚀后的焊接接头微观形貌分析42-48
• 4.4 电化学测试试验48-58
• 4.4.1 动电位极化曲线法48-50
• 4.4.2 交流阻抗法50
• 4.4.3 动电位极化曲线分析50-54
• 4.4.4 电化学阻抗谱(EIS)测试54-58
• 4.5 低合金高强钢EDS能谱分析58-60
• 4.6 低合金高强钢XRD射线衍射分析60-61
• 4.7 船用A32钢耐蚀能力结果分析61-63
• 4.7.1 浸泡试验结果分析61
• 4.7.2 电化学实验结果分析61-63
• 4.8 本章小结63-64
• 第5章 低合金高强钢的应力腐蚀性能研究64-76
• 5.1 引言64-68
• 5.1.1 研究应力腐蚀的方法65-67
• 5.1.2 慢应变速率实验评述67-68
• 5.1.2.1 慢应变速率实验法67
• 5.1.2.2 慢应拉伸实验法（SSRT）的特点67-68
• 5.1.2.3 应变速率的确定68
• 5.2 试验方案68-70
• 5.3 慢应变拉伸测试的结论与分析70-71
• 5.4 慢应变拉伸实验接头断.形貌分析71-73
• 5.5 应力腐蚀敏感性的分析73-74
• 5.6 本章小结74-76
• 结论76-77
• 参考文献77-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 桂赤斌;;高强度钢船体焊接材料的使用要求、现状及发展趋势[J];焊接;2007年05期

2 闫萍;王国庆;李均峰;;焊接后后热处理对焊接残余应力的影响研究[J];机械设计与制造;2009年03期

3 黄锦花;李自刚;钱余海;;低合金耐海水腐蚀钢在模拟腐蚀环境下的耐蚀性能研究[J];上海金属;2006年04期

4 闫立超;余伟;唐荻;黄秋菊;谢勇;;轧后控冷终冷温度对高强度管线钢屈强比的影响[J];上海金属;2007年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王远志;16Mn钢在土壤中的腐蚀及阴极极化行为研究[D];中国海洋大学;2004年

  本文关键词：船用钢焊接接头组织及其耐蚀性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：461959