09MnNiDR焊接接头低温韧性实验方法.docx
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1、针对球罐材质为09MnNiDR的工艺试验研究本研究对09MnNiDR的工艺焊接性评定采用直接模拟试验法和间接推算法。 直接法:按照实际焊接条件,通过焊接过程观察是否发生某种焊接缺陷或发生某 种缺陷的程度,来直观评价焊接性的优劣。如我们用到的斜Y坡口焊接冷裂纹 试验。间接法:根据材料的化学成分、金相组织、力学性能之间的关系,联系焊 接热循环过程评定焊接性优劣。通过系一列试验,对试验结果的综合分析,最终得到针对09MnNiDR球罐 用钢材合适的焊材,焊前预热温度、后热温度、焊接线能量以及合适的热处理方 案。一、09MnNiDR材料概况。09MnNiDR是一种低温压力容器用钢板,其化学成分如下表1所
2、示,其机械 性能如表2所示。表1 09MnNiDR化学成分牌号化学成分%CSiMnNiVNbAls09MnNiDR0.120.150.51.201.600.300.80-0.0430.015表2 09MnNiDR机械性能钢板厚度抗拉强度。屈服强度延伸率冷弯试验冲击试验/mmb /MPaa s /MPa6 /%(b=2a.180 )(-70C Akv/J)66043056026023d =2a3 27二、钢板锻件的力学性能实验1.钢板、锻件的力学性能实验1 .拉伸及系列温度冲击实验1.1选择提货状态的钢板、锻件进行常温拉伸和不同部位的系列温度冲击试 验,重点确定临界温度(韧脆转变温度)。1.1.
3、1拉伸试验采用标准:按照GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法的规定。取样方向:横向。实验步骤:(1)准备试样,按照GB/T 2975 一 1998的规定。一般要求:a.应在产品不同位置取样,力学性能有不同的差异。b. 应在外观及尺寸合格的钢产品上取样。c. 取样时,应对抽样产品、试料、样坯和试样作出标记,以保 证始终能识别取样的位置及方向。d. 取样时,应防止过热、加工硬化而影响力学性能。用烧割法 和冷剪法取样所留加工余量。f.取样的方向应由产品标准或供需双方协议规定。(2)调整试验机和自动绘图装置,装好试件,对以上工作进行检查。(3)进行实验。开动试验机,缓慢均匀地加载,直至试件
4、被拉断。关闭试验 机,记录拉断时的最大荷载值,取下试件和记录纸。试验温度:常温试验项目:测定一个延性能A和三个强度性能Rm、ReH和ReL的测定 断后伸长率A的测定:(a)人工方法,试验前在试样平行长度上标记出原始标距(误差1%) 和标距内等分格标记(一般标记10个等分格)。试验拉断后,将试 样的断裂处对接在一起,使用轴线处于同一直线上,通过施加适当的 压力以使对接严密。用分辨力不劣于0.1mm的量具测量断后标距,准 确到土0.25mm以内。(b) 图解方法(包括自动方法)用引伸计系统记录力-延伸曲线,或采集 力-延伸数据,直至试样断裂。读取或判读断裂点的总延伸,扣除弹 性延伸部分后得到的非比
5、例延伸作为断后伸长。扣除的方法是,过断 裂点作平行于曲线的弹性直线段的平行线交于延伸轴,交点即确定了 非比例延伸。(c)对于不经机加工的等横截面试样,如平行长度比其标距长许多,可以 标记多组相互套叠的原始标距,部分可以伸入夹持范围。拉断后,在 断裂所在这组标距上测定断后伸长率。抗拉强度Rm的测定:试样拉至断裂,从拉伸曲线图上确定实验过程中的最大力,或从测力读 盘上读取最大力。抗拉强度按公式计算:Rm = Fb/S0上屈服强度ReH下屈服强度ReL的测定:图解方法(包括自动方法)引伸计标距应N1/2L。引伸计和试验同应不劣于 1级准确度。记录力-延伸曲线或力-位移曲线,或采集力二延伸(位移)数据
6、, 直至超过屈服阶段。按照定义在曲线上判定上屈服力和下屈服力的位置点,判定下屈服力时要排除 初始瞬时效应的影响。上、下屈服力判定的基本原则如下: 屈服前第一个峰值力(第一个极大力)判为上屈服力,不管其后的峰值力比 它大或小。 屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值力,舍去第一个谷值力(第一个极 小值力),取其余谷值中力中之最小者判为下屈服力。如只呈现一个下降谷值力, 此谷值力判为下屈服力。 屈服阶段中呈现屈服平台,平台力判为下屈服力。如呈现多个而且后者高于 前者的屈服平台,判第一个平台力为下屈服力。 正确的判定结果应是下屈服力必定低于上屈服力。根据下屈服力和上屈服力计算出ReH和ReL。1.1.
7、2系列温度冲击试验采用标准:按照GB/T229-2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法的规定。 取样方向:横向。实验步骤:a.选择试样,标准尺寸冲击试样长度为55mm,横截面为10mmX 10mm 方形截面,在这样长度中间有V型缺口。注意:对缺口的制备应仔细,以保证 缺口根部处没有影响吸收能的加工痕迹。缺口对称面应垂直于试样纵向轴线。V 型缺口应有45夹角,其深度为2mm,底部曲率半径为0.25mm。b. 试样应紧贴试验砧座,锤刃沿缺口对称面打击试样缺口的背面,试 样缺口对称面偏离两砧座间不大于0.5mm。c. 实验前应检查摆锤空打时的回零差或空载能耗。d. 实验前应检查砧座的跨距应保证在40m
8、m以内。f.用摆锤一次打击试样。试验温度:-120C、-100C、-80C、-70C、-40C、-20C、0C、20。及 60C。 试验项目:冲击功kv2的测定。剪切断面率的测定:A)测量断口解理断裂部分的长度和宽度,计算剪切断面率。B)使用标准断口形貌图与试样断口形貌进行比较。C)将断口放大,并与预先制好的对比图进行比较,或用求积仪测量剪切断面 率(用100%减去解离断面率)。D)断口拍成放大照片求积仪测量剪切断面率(用100%减去解离断面率)。E)用图像分析技术测量剪切断面率。转变温度卜、上的测定:通过T-K曲线得出。1.2选择供货状态经57015C消除热应力处理(以下简称为SR处理,40
9、0C以 上升降温速度均为50C )的钢板、锻件进行常温拉伸和不同系列温度冲击试验, 重点确定材料的韧脆转变温度。本实验步骤,采用标准以及试验项目与供货状态的钢板、锻件进行常温拉伸 和系列温度冲击试验的方法相同。2. 落锤试验选用供货状态钢板、锻件,以及加SR处理的钢板、锻件,通过落锤试验,测定 材料的无塑性转变温度。采用标准:试验及取样按GB/T6803-2008,采用P试样。P2试样2卷1标港试祥尺寸单虫为苹米名 牌P-1P-2R3试伴履应T朋.口士网.a lo珏.。士伉5就祥近度伸50.1.0SO-Oti.O诚择拍肆L把St土lam士史与1J3. D=L 盔 5仰道长渡i耻烯E0-6S30
10、-65瑁担室g A12-1612-16E2U虱5耻5玷髭口麾撞七一豆ML 5饮口底3R %1.S-S.U1.01.9-2.6取样方向:横向。试验步骤:1)确定试验温度,试验温度一般是5C的整数倍,首次试验温度可 以根据试验者的经验估计NDT温度,后续试验温度也可以根据试验者的经验或参 考相关标准推荐的温度进行。2)提升锤头升到预选的高度,锤头的落差不小于1m。3)放置试样,将达到试验温度的试样迅速放置在砧座支撑台上,砧 座和锤头对准。4)冲击试样,在规定的时间内迅速释放锤头冲击试样,冲击后检查 试样状态符合本试验方法规定的要求。5)后续试验,根据上次试验结果,参考相关规定标准后,继续进行 试验
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