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可相变的纳米析出相诱发亚稳低温钢的高延展性

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Science Bulletin 2023年第12期68卷 1243-1247,M0003页

作者：黎雨李伟王斌君闵娜刘文庆刘慧彬金学军 Tadashi Furuhara Institute of Advanced Steels and Materials School of Materials Science and EngineeringShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China School of Material Science and Engineering Shanghai Institute of TechnologyShanghai 201418China Key Laboratory for Microstructures Shanghai UniversityShanghai 200444China Baosteel Research Institute Shanghai 201900China Institute for Materials Research Tohoku UniversitySendai 980-8577Japan

纳米析出相在所有合金中都被用作额外的增强相,但大多数情况,特别是在低温环境下,纳米析出相的引入会严重降低材料的塑性和可加工性.这一强塑性倒置问题仍然亟待解决.基于此,本文发现了一种可相变的纳米析出相(TNP),通过其在变形过程的... 详细信息

纳米析出相在所有合金中都被用作额外的增强相,但大多数情况,特别是在低温环境下,纳米析出相的引入会严重降低材料的塑性和可加工性.这一强塑性倒置问题仍然亟待解决.基于此,本文发现了一种可相变的纳米析出相(TNP),通过其在变形过程的相变行为在亚稳基体中诱发了以微带和孪晶马氏体为主的多阶段变形机制.与不含TNP的低温钢相比,可持续的两阶段加工硬化能力使其在77 K下的屈服强度和均匀伸长率都能分别提高30%和65%.微带和析出相之间的交互作用不仅使微观结构得到动态细化,也将孪晶马氏体推迟至应变后期发生.此外,这一相变行为也可以缓解界面的错配应变,阻碍孪晶生长并获得更均匀的变形.这一研究结果证明了析出诱发塑性的创新机制,可为在极端环境下析出强化的应用提供新的方向.

关键词：纳米析出相加工硬化能力低温钢相变行为析出强化可加工性李晶极端环境

LCC低温阀门钢的成分控制及热处理工艺研究

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特种铸造及有色合金 2024年第7期 1007-1008页

作者：李爱宗上海素友金属制品有限公司

通过实践验证，确定了LCC低温阀门钢中C、Si、Mn等主要元素的合理成分范围以及合适的热处理工艺，使铸件的综合力学性能尤其是低温冲击韧度达到了客户要求。

关键词：低温钢阀门低温冲击韧度精密铸造

500MPa级LPG船用低温钢服役性能研究

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500MPa级LPG船用低温钢服役性能研究

作者：张云瑞辽宁科技大学

学位级别：硕士

液化石油气(LPG,Liquefied Petroleum Gas)作为一种新型燃料和化工基本原料,其生产、储备、运输都采用液化方式,相关的储存运输设备也在较低温度下工作,船体结构用钢一般采用特殊的低温高性能钢材,钢材必须具备足够的低温韧性、强度、... 详细信息

液化石油气(LPG,Liquefied Petroleum Gas)作为一种新型燃料和化工基本原料,其生产、储备、运输都采用液化方式,相关的储存运输设备也在较低温度下工作,船体结构用钢一般采用特殊的低温高性能钢材,钢材必须具备足够的低温韧性、强度、塑性、可焊接性、疲劳性能和耐腐蚀性能等综合性能。本文以500MPa级LPG船用低温钢为研究对象,采用气体保护焊、埋弧焊焊接方法,对母材及焊接接头低温力学性能进行了研究,开展了LPG低温钢及焊接接头系列低温拉伸试验、夏比冲击试验、CTOD试验、疲劳试验等,并对LPG低温钢磨蚀、冲蚀性能及表征方法进行了研究,主要得到了以下结论:(1)500MPa级LPG船舶用低温钢的屈服、抗拉强度随着温度的降低,不断上升,可以预测在-70℃时,仍可以保持一定的塑性变形,低温抗拉伸性能良好。LPG低温钢低温冲击性能较好,其表面的横向平均冲击性能在-70℃时仍然大于100J,完全满足标准F级船舶用钢的要求。500MPa级船用低温钢母材的低温CTOD值满足传统的Boltzmann分布,其CTOD值在-40℃时,依然可以满足规范的要求。材料在-20℃低温下的疲劳极限约为320MPa,对比来看,材料的低温的疲劳强度极限强度要比其在常温和高温下的更好。(2)气保焊得到焊接接头在强度上高于母材,但是冲击韧性上不如母材,埋弧焊焊丝强度较低,但在低温下冲击性韧性得到了很大提高。分析了500MPa级LPG船用低温钢的两种焊接接头的焊缝中心和热影响区CTOD特征值,结果发现,对比母材和焊缝,热影响区的材料韧性恶化程度更高,随温度下降的程度更快,若依影响区的CTOD值作为评价标准,在-40℃时500MPa级LPG低温钢焊接接头的CTOD值勉强可以达到规范的要求。相比较冲击试验,材料在CTOD试验中的韧脆转变温度更高,脆化倾向更明显。(3)500MPa级LPG船用低温钢在常温干摩擦条件的磨损值差距不大,其他极地船舶用钢的数据也比较接近,综合来看,材料的抗磨蚀性能较好,基本上与进口材料的性能差距不大,若是以低温下的材料性能评价,耐低温磨蚀的能力还有提高的空间。500MPa级LPG船用低温钢的耐蚀性及冲蚀性能有待提高,对材料冲蚀性能还有待于进一步深入研究。

关键词： LPG 低温钢冲击韧性腐蚀行为

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低温钢的机理及研发和应用进展

钢结构(中英文) 2022年

作者：杨晓峰班慧勇陈宏罗云兵清华大学土木工程系清华大学建筑设计研究院有限公司

钢材低温脆断是钢结构工程面临的一大挑战，威胁低温环境下结构安全。低温钢因其低温韧性较好，韧-脆转变温度较低，被广泛应用于各种液态气体储罐、管道及低温环境中的设备等。为全面了解低温钢的性能特点、冷脆机理和发展现状，本文... 详细信息

钢材低温脆断是钢结构工程面临的一大挑战，威胁低温环境下结构安全。低温钢因其低温韧性较好，韧-脆转变温度较低，被广泛应用于各种液态气体储罐、管道及低温环境中的设备等。为全面了解低温钢的性能特点、冷脆机理和发展现状，本文介绍了低温钢的概念和国内外规范中相关规定，总结了低温韧-脆转变的经典理论，包括经典力学理论、晶格位错理论、能量理论和统计理论，并基于晶格位错理论详细阐述了低温下钢材性能变化的微观机理，分析了钢材韧-脆转变的主要影响因素以及低温下钢材的韧化机理及措施，明晰了当前低温钢研发的主要思路；此外，本文还介绍了当前低温钢的总体分类和产品系列。目前低温钢研发工作主要针对Ni系低温钢和高锰奥氏体低温钢，本文通过对比国内外标准中关于不同含量Ni系低温钢的化学成分含量及性能要求，介绍了我国低温钢的发展现状，并结合南极工程，对我国当前主要低温钢材用于建筑结构中提出了设想，以进一步促进低温钢材料和结构应用的发展。

关键词：低温钢低温冷脆机理晶格位错理论 Ni系低温钢结构工程

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低温钢的机理及研发进展和展望

钢结构（中英文） 2022年第1期37卷 1-8页

作者：杨晓峰班慧勇陈宏罗云兵清华大学土木工程系北京100084 清华大学建筑设计研究院有限公司北京100084

钢材低温脆断是钢结构工程面临的一大挑战,严重威胁低温环境下的结构安全。低温钢因其低温韧性较好,韧-脆转变温度较低,被广泛应用于各种液态气体储罐、管道及低温环境中的设备等。为全面了解低温钢的性能特点、冷脆机理和发展现状,介... 详细信息

钢材低温脆断是钢结构工程面临的一大挑战,严重威胁低温环境下的结构安全。低温钢因其低温韧性较好,韧-脆转变温度较低,被广泛应用于各种液态气体储罐、管道及低温环境中的设备等。为全面了解低温钢的性能特点、冷脆机理和发展现状,介绍了低温钢的概念和国内外规范中相关规定,总结了低温韧-脆转变的经典理论,包括经典力学理论、晶格位错理论、能量理论和统计理论,并基于晶格位错理论详细阐述了低温下钢材性能变化的微观机理,分析了钢材韧-脆转变的主要影响因素以及低温下钢材的韧化机理及措施,明晰了当前低温钢研发的主要思路;此外,还介绍了当前低温钢的总体分类和产品系列。目前低温钢研发工作主要针对Ni系低温钢和高锰奥氏体低温钢,通过对比国内外标准中关于各类Ni系低温钢的化学成分含量及性能要求,介绍了我国低温钢的发展现状,并结合南极工程,对我国当前主要低温钢材用于建筑结构提出了设想,以进一步促进低温钢材料和结构应用的发展。

关键词：低温钢低温冷脆机理晶格位错理论 Ni系低温钢结构工程

07MnNiCrMoVDR低温钢的焊接及其低温冲击韧性分析

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焊接学报 2008年第6期29卷 68-72,116页

作者：张丽红陈芙蓉内蒙古工业大学材料科学与工程学院呼和浩特010051

从制定低温钢07MnNiCrMoVDR的焊接及焊后热处理工艺着手,并对其母材、焊缝区和热影响区进行了低温冲击试验、不同温度断口纤维率的计算、断口宏观与微观观察及显微组织观察。结果表明,各区的低温冲击功均符合07MnNiCrMoVDR钢力学性能的... 详细信息

从制定低温钢07MnNiCrMoVDR的焊接及焊后热处理工艺着手,并对其母材、焊缝区和热影响区进行了低温冲击试验、不同温度断口纤维率的计算、断口宏观与微观观察及显微组织观察。结果表明,各区的低温冲击功均符合07MnNiCrMoVDR钢力学性能的要求,采取的焊接及焊后热处理工艺合理;通过断口纤维率的计算得知母材断口的纤维率高于热影响区的断口纤维率,焊缝区的最低,表明母材的低温冲击韧性最高,热影响区的低温冲击韧性高于焊缝区的,对各区显微组织的观察结果也证明了这一点。

关键词：焊接低温钢显微组织低温冲击韧性

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国产低温钢船舶工程应用全过程质量管理

船舶物资与市场 2022年第10期30卷 74-76页

作者：柏高杨单正辉江南造船(集团)有限责任公司上海201913

大型液化气船结构用钢国产化工程应用的重点是材料性能研究和船舶建造全过程质量管理工作。以母材性能测试、焊接性能测试等数据为依据,结合船级社规范、IGC规范以及设计要求论证,验证国产低温钢工程应用可行性。在建造全过程中,制定从... 详细信息

大型液化气船结构用钢国产化工程应用的重点是材料性能研究和船舶建造全过程质量管理工作。以母材性能测试、焊接性能测试等数据为依据,结合船级社规范、IGC规范以及设计要求论证,验证国产低温钢工程应用可行性。在建造全过程中,制定从原材料进厂复验到生产全过程的质量管理方法,有效保证大型液化气船结构用钢质量。

关键词：低温钢工程应用质量管理

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低温钢冷却器壳体焊缝裂纹原因分析及处理

热加工工艺 2016年第23期45卷 255-257,261页

作者：段兴梅于世行张一钧宁夏建设职业技术学院材料工程系宁夏银川750021 宁夏石化公司宁夏银川750021 神华宁煤集团煤炭化学工业公司宁夏银川750021

甲醇冷却器是化肥厂生产流程中的重要设备。在长期运行过程中,管束多次发生泄漏。为了恢复冷却器功能,必须切开冷却器壳体的上下封头,对管束查漏、堵漏后再对封头实施焊接。封头是低温钢材料,第一次使用A309不锈钢焊条修复,第二次使用Te... 详细信息

甲醇冷却器是化肥厂生产流程中的重要设备。在长期运行过程中,管束多次发生泄漏。为了恢复冷却器功能,必须切开冷却器壳体的上下封头,对管束查漏、堵漏后再对封头实施焊接。封头是低温钢材料,第一次使用A309不锈钢焊条修复,第二次使用Tech-Rod182镍基合金焊条修复。前两次焊完并检验合格后,冷却器均能安全平稳地生产。第三次修复时采用2.5Ni填充材料,焊后检验发现焊缝裂纹。通过分析焊缝裂纹产生的原因,并采取修整焊缝及热影响区后施焊,获得了良好的焊接质量。

关键词： 10Ni14 低温钢冷却器壳体焊缝裂纹

海洋工程用S355NL低温厚钢板焊接试验研究

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金属加工（热加工） 2024年第1期 47-51页

作者：白晓科孙爱丽王旭蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司山东烟台265607

采用药芯焊丝气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)两种工艺分别焊接了70mm厚的S355NL试板,其中FCAW的焊接位置为横焊和立焊,验证了在不同热输入下的焊接接头性能。按照欧洲规范进行拉伸、弯曲、低温冲击(-50℃)、硬度和裂纹尖端张开位移试验(... 详细信息

采用药芯焊丝气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)两种工艺分别焊接了70mm厚的S355NL试板,其中FCAW的焊接位置为横焊和立焊,验证了在不同热输入下的焊接接头性能。按照欧洲规范进行拉伸、弯曲、低温冲击(-50℃)、硬度和裂纹尖端张开位移试验(CTOD,-10℃)。试验充分验证了选用焊接工艺的合理性,保证了厚板S355NL钢的海洋工程焊接质量。

关键词：焊接工艺低温钢 S355NL钢 CTOD