(國際低合金會(huì)議論文)造船和近海結(jié)構(gòu)用高性能結(jié)構(gòu)鋼(編輯修改稿)
2025-07-09 04:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 起脆性斷裂。船舶的脆性斷裂在某些條件下，比如低溫和高外加應(yīng)力，也會(huì)引起巨大的災(zāi)難。鋼板首先應(yīng)該有一個(gè)高熱影響區(qū) 和基體金屬 CTOD 值 ,以防止脆性裂紋萌生。同樣，基體金屬應(yīng)具有抑制脆性斷裂的能力，以防止脆性斷裂擴(kuò)展。 按照 BS7448 在 10℃ 和 30℃ 時(shí)進(jìn)行 CTOD 試驗(yàn)。 從基體金屬和 FCAW 焊接接頭上切取全厚度 B x B 型 CTOD 試樣。圖 5 示出不同缺口位置的 CTOD 數(shù)值（ BM:基體金屬， FL：熔合 線， WM:焊接金屬）。 所有缺口位置 10℃ （集裝箱設(shè)計(jì)溫度）時(shí)的 CTOD 數(shù)值 均超過 。根據(jù)這樣的結(jié)果，可以相信研制鋼具有優(yōu)良的抗脆性裂紋萌生性能。 圖 5 基體金屬和焊接接頭的 CTOD 值 3 基體金屬的止裂性能 使用 3000噸大型拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行溫度梯度型 ESSO試驗(yàn)，評判 脆性裂紋擴(kuò)展抑制性能 。圖 6顯示出試樣幾何形狀和缺口詳情。圖 7 示出 235 N/mm2的外加應(yīng)力下試驗(yàn)后的 裂紋路徑和斷口形貌 。脆性斷裂擴(kuò)展至 287mm處被抑制，此時(shí)溫度為 ℃ 。 ℃ 時(shí)獲得 7643 N/ 強(qiáng)度因子 (Kca)。圖 8繪制出三種不同的外加應(yīng)力的試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果顯示出 10℃ （集裝箱的設(shè)計(jì)溫度）時(shí) Kca為 7530 N/。 證明研制鋼 對于 3900或 5900 N/ 的脆性裂紋擴(kuò)展具有良好的抑制性能 。 圖 6 基板 ESSO 試驗(yàn)試樣的幾何形狀 圖 7 斷裂路徑和斷口形貌 圖 8 基板 ESSO 試驗(yàn)結(jié)果 止裂技術(shù) 在恒溫下， EH47級別鋼設(shè)計(jì)加載條件下，對 實(shí)際 結(jié)構(gòu)焊接接頭進(jìn)行大型 ESSO試驗(yàn)，以評判大型集裝箱 艙邊艙口欄板的脆性斷裂。圖 9 示出實(shí)際結(jié)構(gòu)止裂試驗(yàn)試樣示意圖和真實(shí)圖片。圖 9 中 H/C、 D/P 和 L/B 分別指艙口欄板、甲板鋼板和縱艙壁。 圖 9 實(shí)際結(jié)構(gòu) ESSO 試樣 造船行業(yè)采用韓國船廠實(shí)際焊接條件生產(chǎn)出實(shí)際結(jié)構(gòu)。通過 FCAW 和EGW+FCAW 工藝加工出 EH47 級別鋼板垂直對接焊用焊接接頭。那就是說，兩種焊接工藝被用于止裂試驗(yàn)。 EH47 級別使用 EH47 級別鋼板通過 FCAW 和EGW+FCAW 工藝生產(chǎn)出艙口欄板和甲板鋼板。同樣，使用 EH40 級別鋼生產(chǎn)出縱艙壁。 另一方面，實(shí)際 結(jié)構(gòu)焊接接頭試樣在艙口欄板末 端有一個(gè)抑制裂紋擴(kuò)展的特殊設(shè)計(jì)部分。這個(gè)特殊設(shè)計(jì)部分由 高韌性焊接材料的補(bǔ)焊區(qū)組成，該焊接材料具有 良好的 115J 的 60℃ 夏比沖擊功。 圖 10示出 具有通過 FCAW加工出的焊接接頭的實(shí)際結(jié)構(gòu)試樣中 脆性裂紋擴(kuò)展路徑和止裂位置 。脆性裂紋沿熔合線擴(kuò)展，在 特殊設(shè)計(jì)區(qū)的前方停止。在通過EGW+FCAW工藝加工的焊接接頭中觀察到相似的結(jié)果。認(rèn)為通過高韌性焊接材料修補(bǔ)的專門設(shè)計(jì)區(qū)域能夠抑制沿焊接接頭擴(kuò)展的脆性斷裂，不管采用何種焊接工藝。
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