船用低合金高强钢焊接件的腐蚀规律与裂纹扩展研究

来源 :内蒙古工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hjjcumt
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现代海洋经济及国内大型船舶的发展对低合金高强钢焊接件的综合性能提出了愈来愈高的要求。907A和921A钢均为舰船用材料,属于高强度可焊接结构钢。双丝埋弧焊以高效、节能等优点成为舰船建造的主要焊接方法之一。本课题对双丝埋弧焊的907A同种钢焊接接头和907A/921A异种钢焊接接头的微观组织、耐海水腐蚀性能、应力腐蚀性能以及海水腐蚀前后的裂纹扩展规律进行了研究。采用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对907A同种钢焊接接头和907A/921A异种钢焊接接头的微观组织进行观察,发现两种焊接接头焊缝1(WB1)的组织略微粗大,焊缝2(WB2)的组织较为细密,两道焊缝均出现一定数量的柱状晶。907A同种钢焊缝组织为铁素体、贝氏体和少量的珠光体,907A/921A异种钢焊缝组织主要为针状铁素体和贝氏体。两种焊接接头的热影响区(HAZ)组织均为粗大的贝氏体和马氏体混合组织。静态浸泡实验、动电位极化及电化学阻抗测试结果表明,907A同种钢焊接接头的HAZ和WB1的耐蚀性较差。907A/921A异种钢焊接接头耐蚀性最差的是907A一侧的热影响区(HAZ-907A),921A钢一侧母材(BM)、WB2、HAZ的耐海水腐蚀性能要明显优于907A钢一侧BM、WB1、HAZ。通过慢应变速率拉伸实验(SSRT)发现在空气和海水中,907A同种钢焊接接头和907A/921A异种钢焊接接头断裂的位置均在HAZ-907A,断口呈韧性断裂特征。907A同种钢焊接接头的断面收缩率损失(IZ)和延伸率损失(IA)分别为23.18%和36.54%,均高于907A/921A异种钢焊接接头的对应数值16.20%和7.45%,即前者具有更高的应力腐蚀敏感性。原位拉伸实验发现焊接接头组织的不均匀性对裂纹扩展有着明显的影响,组织粗大的热影响区往往在较低的应力值下即可开裂,且与之相邻区域的裂纹扩展方向会明显偏向于热影响区;经海水腐蚀后的原位拉伸试样,微裂纹萌生数量增多,裂纹萌生对应的应力值和裂纹扩展的应力峰值均变小,裂纹扩展速率加快以及试样断裂时间减少,表明海水腐蚀后907A同种钢焊接接头和907A/921A异种钢焊接接头抗裂性能均会下降。
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