【正文】 用 0Cr18Ni9 鋼的焊接方法 ....................................................................... 7 熱影響區(qū) 的 最高硬度試驗(yàn) ......................................................................................... 9 力學(xué)性能試驗(yàn) ........................................................................................................... 10 試樣的取樣 .................................................................................................... 10 低溫沖擊試驗(yàn) ................................................................................................ 11 焊接接頭破壞性試驗(yàn) ............................................................................................. 12 拉伸試驗(yàn) ...................................................................................................... 13 彎曲試驗(yàn) ...................................................................................................... 13 第 3 章 0Cr18Ni9 鋼焊接工藝試驗(yàn)過程結(jié)果及分析 ........................................................... 15 試驗(yàn)樣本制備 ........................................................................................................... 15 熱影響區(qū) 的 最高硬度試驗(yàn)結(jié)果及分析 ................................................................... 17 焊接接頭 的 低溫 沖擊試驗(yàn)結(jié)果及分析 ................................................................... 18 破壞試驗(yàn)結(jié)果及分析 ............................................................................................... 20 0Cr18Ni9 焊接接頭金相分析 ............................................................................... 21 第 4 章 結(jié)論及展望 ................................................................................................................ 23 結(jié)論 ........................................................................................................................... 23 展望 ........................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 24 沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1章 緒論 低溫壓力容器介紹 低溫壓力容器是設(shè)計(jì)溫度為 20℃以下的 壓力容器 ；液化乙烯、 液化天然氣 、 液氮 和 液氫、液氧等的儲(chǔ)存和運(yùn)輸用容器均屬低溫 壓力容器 。一般 壓力低溫容器 常用的鐵素體 鋼在溫度降低到某一溫度時(shí) ,鋼的 韌性將急劇下降，而顯得很脆 ,通常稱這一溫度為脆性轉(zhuǎn)變溫度。低溫壓力容器在低于轉(zhuǎn)變溫度的條件下使用時(shí)，容器中如果存在缺陷、應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力等因素而起局部應(yīng)力，低溫壓力容器就可能在沒有出顯塑性變形的情況下發(fā)生脆性破裂而造成釀成災(zāi)難性的事故。 低溫壓力容器（如圖 所示）是承受內(nèi)外壓力的設(shè)備，具有多種結(jié)構(gòu)形式，基本組成由外套、封頭、內(nèi)膽、接管、支座、等構(gòu)成，這些部件均需要通過焊接組裝成為一個(gè)整體。因此，焊接過程是壓力容器生產(chǎn)制造過程的核心內(nèi)容。壓力容器作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的重要的特種設(shè)備，可分為石油化工容器、核 反應(yīng)堆壓力容器和核電站鍋爐三大類。 雖然高強(qiáng)鋼的大量應(yīng)用 ,焊接壓力容器仍在埋弧自動(dòng)焊、電渣焊、手工電弧焊 ,這幾種焊接方法為主 ,窄間隙焊接和氣體保護(hù)藥芯焊絲焊接為輔助焊接方法。一般在生產(chǎn)低溫壓力容采用自動(dòng)埋弧焊、電渣焊、鎢極氬弧焊和手工電弧焊。 圖 低溫壓力容器 國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用狀況 1944年美國(guó)公司 INCO率先推出了具有良好的韌性的發(fā)展在低溫 196℃的 0Cr18Ni9沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)論文 2 高強(qiáng)度鋼， 1952 年的低溫壓力容器， 1956 年列 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)。 1960 年，美國(guó)CBI， INCO 和美國(guó)鋼鐵 公司在合作研究 0Cr18Ni9 鋼的焊接性能，結(jié)果表明 0Cr18Ni9不銹鋼焊接接頭性能良好，以滿足低溫壓力容器的安全操作的要求。甚至消除焊接殘余應(yīng)力無焊縫熱處理后確認(rèn)斷裂模型試驗(yàn)的 0Cr18Ni9 鋼大型低溫壓力容器，也可以在低溫下安全地使用，使 0Cr18Ni9 鋼被廣泛應(yīng)用于低溫壓力容器的制造。 1962 年ASTM 標(biāo)準(zhǔn)確定，不超過 38 毫米的 0Cr18Ni9 鋼的厚度可以不進(jìn)行加熱處理，以減輕焊接殘余應(yīng)力，在 1963 年和擴(kuò)大至 50mm。制作的 0Cr18Ni9 不銹鋼是用于低溫壓力容器的建設(shè)成為可能。 0Cr18Ni9 鋼由于具有良好的低溫韌性和能力抗脆性斷裂發(fā)生，如液化天然氣或液態(tài)氮已被廣泛應(yīng)用于各種世界各國(guó)用低溫鋼。這種材料具有優(yōu)良的低溫韌性和高強(qiáng)度。美國(guó)已經(jīng)在 196℃對(duì)其進(jìn)行了研究低溫條件，并用于低溫壓力容器，目前在國(guó)外使用該鋼鐵制造液態(tài)氧，氨和液化天然氣儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，大多塑造雙圓柱型壓坦克。0Cr18Ni9 鋼自 1940 年以來，由于高強(qiáng)度，低溫韌性，成本低于鎳鉻不銹鋼正逐漸被廣泛使用。到 1982 年， 0Cr18Ni9 鋼已成為主要的低溫壓力容器所用材料。因此，0Cr18Ni9 鋼是國(guó)際上廣泛使用，良好的可焊性，焊接技術(shù) 已經(jīng)成熟。從 20 世紀(jì) 40年代到現(xiàn)在，一直存在到國(guó)外鋼材的 0Cr18Ni9 不銹鋼的 0Cr18Ni9 研究和開發(fā)的產(chǎn)品不斷更新和發(fā)展不會(huì)中斷，理論研究和工程開發(fā)的 0Cr18Ni9 不銹鋼一直處于非?；钴S的狀態(tài)。 到 1994 年底，中國(guó)石化揚(yáng)子石化公司，該公司計(jì)劃安裝一個(gè)低溫液體儲(chǔ)罐乙烯10000m179。當(dāng)時(shí)，它尚未建立， 0Cr18Ni9 鋼國(guó)內(nèi)相關(guān)研究 0Cr18Ni9 鋼的焊接技術(shù)項(xiàng)目得到了全面的了解。 20 世紀(jì) 80 年代， 0Cr18Ni9 球罐來自法國(guó)，上世紀(jì)進(jìn)口到國(guó)內(nèi)，建于 1985 年和 1987 年的大慶， 1982 年左右 ，公司引進(jìn)燕化乙烯的 0Cr18Ni9 不銹鋼罐，然后只追求所謂的低溫韌性是好， 0Cr18Ni9 鋼成為了最好的選擇。然而，由于缺乏成熟的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，因此，決定暫停引進(jìn)的 0Cr18Ni9 鋼乙烯球罐施工。 1984年，由于球殼半成品已交付，以避免經(jīng)濟(jì)損失，由哈爾濱焊接研究所和清華大學(xué)，對(duì)其焊接的焊接性和安全性問題進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，并在 1983 年和 1985 年曾舉行的0Cr18Ni9 鋼焊接示范。后來 0Cr18Ni9 不銹鋼不斷發(fā)展起來，它具有良好的低溫韌性，而且價(jià)格相對(duì)便宜。為了滿足乙烯原料，國(guó)際不斷增加市場(chǎng)供應(yīng)，金豐乙烯 錦州港股份有限公司投資了一個(gè)新的乙烯中轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)設(shè)備在渤海之濱建成。其中， 0Cr18Ni9 鋼產(chǎn)量 10000m179。雙層夾套低溫罐結(jié)構(gòu)乙烯是芯和工程難度很大。 1981 年已經(jīng)從法國(guó)引沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)論文 3 入 7 臺(tái)同樣的的設(shè)備。 1996 年首次建造同類型大型低溫貯罐，錦豐儲(chǔ)罐為目前國(guó)內(nèi)的第三臺(tái)。 0Cr18Ni9 鋼在全國(guó)低溫壓力容器始建于 1999 年， 0Cr18Ni9 鋼低溫壓力容器都是進(jìn)口的， 從工藝細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)到制造，全部都由承包方承擔(dān)。根據(jù)大量文獻(xiàn)資料的查閱來看，我國(guó) 0Cr18Ni9鋼的焊接工藝的研究很少。隨著我國(guó)對(duì) 0Cr18Ni9鋼的需求的飛 快增長(zhǎng)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)正在積極研發(fā) 0Cr18Ni9 鋼的生產(chǎn)，已經(jīng)已掌握了 0Cr18Ni9 鋼的冶煉方法。然而，要把 0Cr18Ni9 鋼投入到實(shí)際生產(chǎn)過程中去，必須解決 0Cr18Ni9 鋼的焊接接頭的低溫韌性問題。因此對(duì) 0Cr18Ni9 鋼的焊接工藝的研究就顯得非常重要了，所以應(yīng)該盡快研究出關(guān)于 0Cr18Ni9 鋼一整套的焊接工藝的規(guī)范，為 0Cr18Ni9 鋼的順利投入到低溫壓力容器的制造中提供一定的試驗(yàn)及理論依據(jù)。 低溫壓力容器所用材料 低溫壓力容器常用的材料主要包括鎳鉻合金鋼、鋁合金和碳錳硅鋼等。鋁合金一 般使用在低溫液體的運(yùn)輸容器、儲(chǔ)存和生產(chǎn)、宇宙飛船、火箭結(jié)構(gòu)中液體燃料和氧化劑的油箱材料。低溫壓力容器用鋼一般是指錳硅合金和鎳鉻合金。可以根據(jù)不同的環(huán)境溫度、不同合金含量、組織以及合金系統(tǒng)中的鎳、鉻元素含量把低溫壓力容器用鋼鋼進(jìn)行細(xì)化分類。根據(jù)不同溫度等級(jí)可以分為 20℃～ 40℃、 5