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ASTMA517Q是什么材質(zhì)?
  • 發(fā)布日期:2022-08-13      瀏覽次數(shù):742
    • A517Q改進型齒條鋼是目前海洋鉆井平臺樁腿建造中常用的鋼種,且在建造的過程中需要大量的焊接工序。由于海洋平臺惡性的工作環(huán)境,齒條鋼焊接接頭不僅要具有較高的承載能力及強度,更重要是要能夠在深海環(huán)境中,保證良好的低溫韌性,以確保鉆井平臺的安全運行。本文以178mm大厚度齒條鋼A517Q改進型齒條鋼為研究對象,由于試驗鋼中大量合金元素的加入,使試驗鋼具有較高的淬硬傾向,在焊接過程中極易形成淬硬的馬氏體。日前,對A517Gr.Q改進型齒條鋼焊接熱影響區(qū)綜合的組縱分析和力學性能研究還不夠全面。因此,本研究課題主要針對不同焊接熱循環(huán)下,對A517Q焊接HAZ顯微組織與力學性能的變化及關系進行探究。具體研究內(nèi)容如下:

      (1)在 Gleeble-3500熱/力模擬試驗機上進行物理模擬,獲得單次熱循環(huán)和二次熱循環(huán)下的焊接HAz各亞區(qū)的物理模擬試樣,并采用光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線衍射儀(XRD)等觀察分析不同焊接HAZ亞區(qū)的微觀組織形貌。

      (2)對A517Q齒條鋼焊接熱影響區(qū)各亞區(qū)顯的硬度、示波沖擊韌性進行測定并對其斷裂行為進行分析,明確A517Q齒條鋼在不同焊接熱循下焊接熱影響區(qū)力學性能特點。

      (3)為了從微觀層面解釋A517Q齒條鋼焊接熱影響區(qū)各亞區(qū)力學性能特征,對斷口側面形貌進行觀察,結合沖擊載荷-位移曲線,從裂紋的形核與擴展兩個方面綜合分析焊接熱影區(qū)亞區(qū)脆化和韌化行為特征。

      試驗用鋼為178 mm的690 MPa低合金高強度調(diào)質(zhì)鋼(ASTM A517Gr.Q)厚板。調(diào)質(zhì)工藝為~900℃ (3h)淬火+~610℃ (5 h)回火處理。于板厚1/4位置進行取樣后,利用直讀光譜儀對母材的化學成分進行測試,結果如表2-1所示。圖2-1為A517Q齒條鋼的顯微組織,在這些合金元素的基礎上,經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后,母材的基體組織以貝氏體組織為主,這種貝氏體組織是保證齒條鋼具有良好強韌性的基本原因。圖中原奧氏體晶界(PAGB)依稀可見,晶粒尺寸在45~50 um之間,顯微品粒度級別為6級。

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      圖2-2為A517Q的常溫拉伸應力應變曲線,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理,試驗鋼的屈服強度、抗拉強度、屈強比和延伸率如表2-2所示??梢钥闯?,試驗鋼具有足夠的強韌性,屈服強度達到782 MPa,-40℃的沖擊吸收能力達到108 J。但是由于A517Q齒條鋼中 Nb、Ti、V等合金碳化物析出強化及貝氏體相變強化作用使基體過分強化,導致試驗鋼在拉伸試驗中強度增長較快,最終表現(xiàn)為屈強比增大,應變硬化指數(shù)下降。在實際工程應用中,這種高屈強比的鋼種對焊接過程的要求非常嚴格,以保證結構的安全性。

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