lng储罐用9ni钢焊接接头组织特征研究及失效分析

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1、ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第－所现代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５全日制工程硕士学位论文材料工程领域：狂讳作者姓名：指导教师：邸新杰副教授企业导师：白世武高级工程师天津大学研究生院２０１５年１２月＾：；：＾－二／二：，１＇１二、，．LNG储罐用9Ni钢焊接接头组织特征研究及失效分析InvestigationonMicrostructureCharacteristicsandFailureAnalysisof9%NisteelWeldJointforLNGtanks学科专业：材料工程研究生：王玉玮指导教师：邸新杰

2、副教授企业导师：白世武高级工程师天津大学材料科学与工程学院二零一五年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字円期：年＞月｛学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

3、索。，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）：学位论文作者签名：导师签名签字Ｆ：年月ｉ１期：＜年１訪签字闩期ｙ曰摘要随着环境问题的日益严重以及煤、石油等能源的日益枯竭，天然气作为一种清洁的且热值较高的能源日益受到世界各国的重视。液化天然气（LNG）储罐的建造技术作为天然气工业装备制造领域的重要组成部分，在我国天然气产业的发展乃至经济建设过程中起到至关重要的作用。9Ni钢作为LNG储罐的主要材料，在其焊接过程中，焊接接头塑韧性的恶化一直是一个比较突出的问题，

4、本课题利用光学金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）等试验仪器，着重从冶金学的角度对9Ni钢焊接接头塑韧性恶化的原因进行了探究。试验结果表明：9Ni钢焊接接头热影响区组织性能良好，主要存在两种典型的奥氏体相：一类是呈薄膜状沿马氏体板条分布的回转奥氏体相，另一类为呈球状或细条状沿原奥氏体晶界分布的残余奥氏体相。同时在热影响区还发现了少量的M-A组元。焊缝金属中存在粗大的树枝晶组织，经统计计算后得到平均一次枝晶间距为26.70μm、平均二次枝晶间距为8.69μm。Ni-Mo系焊材施焊后的焊缝金属组织中，主要的析出物为M6C型富Mo碳化物，根

5、据其形貌及分布特征可以分为两类：第一类呈长条状分布于基体，第二类以断续颗粒状沿晶界分布。Ni-Cr-Mo系焊材施焊后的焊缝金属组织中，主要析出物为MC型富Nb碳化物及M23C6型富Cr碳化物，同时存在少量的γ〞相及NbC/Laves共晶组织。断口分析表明：焊缝金属开裂失效断口截面呈现出典型的延性断口特征，断口截面布满大小不等的圆形及椭圆形杯状韧窝群。通过对焊接接头显微组织的研究及对开裂断口的观察分析表明：9Ni钢焊缝金属弯曲失效的主要原因是组织中存在粗大的树枝晶组织、大颗粒夹杂、显微裂纹、第二相析出物等，使焊缝金属塑韧性恶化。关键词：9Ni钢；镍基合金焊缝；显微组织；弯曲开裂；失效分析；AB

6、STRACTWiththeincreasingseverityofenvironmentalproblemsaswellastheincreasingexhaustionofnaturalresourcessuchascoal,oilandsoon,naturalgashascaughtmoreandmoreattentionfromallovertheworldasacleanenergywithhighercalorificvalue.Thebuildingtechniqueofliquidnaturalgas(LNG)tanksisanimportantpartofequipmentm

7、anufacturinginnaturalgasindustry,playingapivotalroleinthedevelopmentoftheindustryandeventheeconomicconstruction.9Nisteel,asthemainmaterialforLNGtanks,suffersaseriousproblemduringweldingthatistheductiledegra