毕业设计(论文)外文参考资料及译文-在压力容器钢中焊缝的断裂行为

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1、在压力容器钢中焊缝的断裂行为C.Liu,S.D.Bhole*加拿大多伦多瑞尔森大学M5B2K3机械部航空航天及工业工程2001年9月13日收到；2001年12月13日接收摘要：压力容器钢焊接的断裂行为与预裂纹尖端的凹口完全坐落在热影响区的研究。研究表明韧性断裂通过从热影响区到焊缝金属的裂纹扩展重定向来实现。通过光学显微镜，扫描电镜和能量分散X射线光谱法的分析显示韧性提高，在热影响区对裂纹扩展的抵抗就越高，这是因为存在很大比例的细针状铁素体的缘故。杂质的大小和分布似乎影响着细针状铁素体的形成。作者也对硬度分布对焊缝断裂行为的影响进行了分析。2002年Else

2、vier科学有限公司@版权所有。关键词：X射线；热影响；容器；能量分散1简介压力容器钢具有良好的延展性和焊接性，已经被广泛应用于石油和天然气精炼厂、发电站和化工等行业【1,2】。压力容器钢板焊缝机械和冶金的不均匀取决于在基底金属上的焊接热循环、热影响区和焊接金属。处于经济和安全的原因，在商业行业中具有足够强度和韧性的压力容器钢是必须的。特别是，焊接金属和热影响区必须有足够的韧性。在压力容器钢中，机械负荷、杂质大小、化学成分和冷却速度对其韧性的影响在过去的二十年中已经得到广泛地研究【3-6】。低断裂韧性一直与焊接裂纹扩展行为相关。裂缝已经在焊接焊缝区不同方向

3、的各个领域中被发现，比如中心裂缝、横向裂缝和在焊接金属或热影响区底层的微观裂缝【7,8】。商业焊接的压力容器钢焊缝的断裂行为可提供的关于微观结构、杂质和硬度的综合信息很少。在本文件中，研究了在商业压力容器钢焊缝区的断裂裂纹扩展中关于微观结构、杂质大小和分布，以及硬度分布的影响。2实验ASTM的A516-Grade70钢（25.4毫米厚）在标准化条件下被用来作基底金属。备双V形缝埋弧焊过程加入了符合ANSI/AWSA5.17-89和IXASME截面锅炉和压力容器规范的焊接工艺135。LincolnL61（中锰AWS号码EM12K）电线被用作电极，熔剂用的是F

4、7A6。焊接参数和热循环见表1。在室温下基底金属、焊接金属和焊接电极的化学成分和机械性能分别见表2、表3。单边缺口弯曲（SENB）标本（125X25.4X12.7mm）的加工根据ASTME399焊接板材的三点弯曲试验进行。孔隙度和不规则表面的所有标本在精磨加工下变形。针尖表面缺口被用于确保它们的方向倾斜于在焊件微观结构被抛光和轻轻腐蚀后的属性基础上的焊接界面。表1焊接参数和热循环的汇总电流电压移动速度预热温度层间温度（A）（B）（mm/min）(℃)（℃）475-50027475-635139333表2基底金属（BM）、焊接金属（WM）和焊接电极（WE）的

5、化学成分CMnSiCrNiCuMoSPBM0.191.100.330.20.20.160.060.010.01WM0.071.140.360.20.20.060.010.0060.014WE0.05-0.150.8-1.250.1-0.35--0.35max-0.03max0.03max表3基底金属、焊接金属和焊接电极在室温下的机械性能抗拉强度屈服强度冲击能量50mm处的伸长率（MP）（MP）（J）（%）BM56838312030WM57737512932WE480-650400-22图1预疲劳裂纹尖端位置图2压力容器钢的显微结构循环荷载下的缺口试样直到所

6、需长度的裂纹形成才能生成预疲劳裂纹。预裂纹被控制停止在除在热影响区区域的焊接界面和偏于界面的方向以外，如图1所示。三点弯曲试验进行的MTS-810伺服液压系统，采用的是基于ASTME399-90的软件。有预裂纹疲劳的试样被加载直到断裂。加载范围介于0.55MPam1/2和2.75MPam1/2之间，加载速率是900N/s。维氏硬度（压痕间隔为0.8mm）沿着焊接区域跨横截面分布。显微结构在抛光和2%硝酸浸蚀液蚀刻处理后在光学显微镜中进行研究。金属断面的显微观察是在电子显微镜（SEM）的扫描下进行的。所有的断裂试样都在沿着仅低于疲劳裂纹尖端和远离裂纹尖端的断

7、裂面进行扫面的。杂质大小、分布和近似的化学成分是由能量分散X射线显微分析（EDX）所决定的。检查的总面积至少为1mm2。1结果与讨论压力容器钢板热轧和正火后的微观组织如图2所示。该结构由沿着热轧方向的等轴铁素体和珠光体组成。人们普遍发现，热影响区域的微观组织是由等轴的铁素体晶界和细晶粒针状铁素体群体组成的网状结构。如图3所示。图3压力容器钢焊接在热影响区的显微组织焊接点的维氏硬度分布如图4所示，而且可以看出，在热影响区的硬度比在基底金属和焊接金属中的硬度都高。图4压力容器钢焊缝的硬度分布杂夹物的尺寸分布如图5所示。该图表明大约47%的杂夹物颗粒尺寸在0.4

8、到0.6μm之间，其余的上升到1.4μm。典型的杂夹物组成通过能量