超低溫儲(chǔ)氫容器用奧氏體不銹鋼焊接接頭韌性研究.pdf

1、GB150-2011已將材料設(shè)計(jì)溫度下限拓展至-253℃（液氫溫度），這對(duì)超低溫深冷容器用材料性能提出了新的挑戰(zhàn)。對(duì)于不銹鋼制超低溫深冷容器冷成形塑性變形后再焊接的成形工藝，受制于當(dāng)前的試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)技術(shù)，-253℃環(huán)境下材料防脆斷研究仍然較少，相關(guān)設(shè)計(jì)、制造和安全評(píng)估仍缺乏數(shù)據(jù)支撐。為此，本文選取儲(chǔ)氫容器用S30408和S30403奧氏體不銹鋼作為研究對(duì)象，開展冷成形塑性變形后母材和焊接接頭的超低溫韌性研究。論文主要研究內(nèi)容和取得成果

2、如下:
　　開展了S30408奧氏體不銹鋼-253℃和-100℃環(huán)境下示波沖擊試驗(yàn)以及-100℃環(huán)境下準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性試驗(yàn)，獲得了材料-253℃和-100℃動(dòng)態(tài)以及-100℃準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明S30408奧氏體不銹鋼在-253℃超低溫環(huán)境下未出現(xiàn)韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。基于奧氏體不銹鋼動(dòng)態(tài)與靜態(tài)加載阻力曲線之間的比例關(guān)系，建立了S30408奧氏體不銹鋼深冷低溫環(huán)境下動(dòng)態(tài)與靜態(tài)裂紋擴(kuò)展阻力曲線關(guān)系方程，估算了材料-253℃準(zhǔn)靜態(tài)斷

3、裂韌性。
　　開展了-253℃環(huán)境下S30408和S30403奧氏體不銹鋼2.5％～15％塑性變形后母材和焊接接頭的示波沖擊試驗(yàn)，研究了不同塑性變形率對(duì)材料沖擊韌性的影響，分析了成形過程中的組織變化及斷口形貌特征，探討了沖擊吸收能量與側(cè)向膨脹量的關(guān)系。結(jié)果表明奧氏體不銹鋼母材超低溫韌性在15％塑性變形后沒有發(fā)生明顯下降;焊接接頭的超低溫韌性則由于塑性功和裂紋擴(kuò)展功的降低，出現(xiàn)明顯下降;S30408和S30403奧氏體不銹鋼在15％

4、塑性變形后，-253℃環(huán)境下未出現(xiàn)韌、脆轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，仍是韌性斷裂;沖擊吸收能量和側(cè)向膨脹量均可作為超低溫容器的合格判定指標(biāo)。
　　本文較為系統(tǒng)地開展了S30408和S30403奧氏體不銹鋼在冷成形塑性變形后母材和焊接接頭超低溫韌性方面的研究，分析了材料沖擊韌性的變化規(guī)律和斷裂特征，獲得了-253℃材料準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性數(shù)據(jù)，評(píng)估了奧氏體不銹鋼在冷成形塑性變形后發(fā)生脆性斷裂的可能性，研究成果填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域空白，為超低溫容器的設(shè)計(jì)、制