【论文】俄罗斯造船用结构钢(四)

苏苏的凤尾鱼 2025-02-17 15:59:20

“金属”项目开发出了多种新型耐寒可焊接钢材:—正常强度、增强和高强、高可焊性,可确保在低至 -20...-30 °C 的温度条件下用于结构中的抗层状断裂性能的钢牌号DW, EW, D32W, E32W, D36W, E36W, D40W, E40W, D460W, E460W, D500W, E500W, D620W, E620W, D690W, E690W;—正常强度、增强和高强、高可焊性,可确保在低至 -50 °C 的温度条件下用于结构中的抗层状断裂性能的钢牌号FW、F32W、F36W、F40W、F420W、F460W、F500W、F620W、F690W(图 5)。

新的俄罗斯联邦国家标准 GOST R52927 “用普通、增强和高强度钢材轧制的造船用钢 ”已经制定,并从2015年7月1日起强制执行(取代GOST 5521-93)。新钢材和新技术具有专利纯度高的特点,受到俄罗斯联邦专利的保护。对于冰带、核动力破冰船和抗冰钻井平台,已开发出双层钢,其中屈服强度为 355、500 和 620 MPa(E、F 类)的钢被用作基层,耐腐蚀钢被用作覆层。随着钢材的发展,包覆技术也随之发展起来,这种技术能使基层和覆层具有很高的粘合强度(抗剪强度不低于 300 MPa),并能保证在焊接结构制造的所有工艺操作(弯曲、焊接、矫直)中覆层不会分层。过渡区的结构特征:在包覆层一侧有粗大的奥氏体和高密度细小分散的碳化物相,熔合区的范围很小,从高合金化奥氏体钢到基体层马氏体-贝氏体钢过渡区的合金元素浓度逐渐变化,在基体金属一侧的过渡区有细小颗粒的铁素体结构--以及焊接包覆钢时在热影响区形成的结构,确保了焊接结构在运行期间的高适用性。根据与俄罗斯海事船级社商定的方案进行的认证测试证实了新钢材的高质量和高性能,其特点是硫、磷、非金属夹杂物和气体含量低(图 6)。

在环境温度下进行静态弯曲试验后,全厚度技术样品断裂处的纤维成分含量,普通钢和增强强度钢不低于 65%,高强度钢不低于 80-90%。Z方向的相对收缩值为 60-75%。在厚度达 50 毫米的轧件断面上可形成均匀的结构。新钢的临界脆化温度 Tk、Tkb、NDT以及温度降低时的动态冲击弯曲试验结果表明,钢材具有很强的抗脆性断裂能力。在俄罗斯海事船级社和挪威船级社的计划下,对包括 F 类钢在内的新钢种的性能进行了研究,结果表明,这些钢种符合俄罗斯和国际上对北极航行船舶用钢、碳氢化合物勘探和生产技术手段用钢的要求。新型耐寒钢的特点是在焊接周期内具有较高的结构稳定性,焊接接头具有较高的物理和机械性能。焊接程序认证显示,在浮动和固定钻井平台建造过程中,在实验室和生产条件下,手工、机械和自动焊接的焊点强度相同,抗脆裂性能高(图 7)。

对耐寒钢板及其焊接接头进行了一系列特殊的腐蚀-机械、循环和动态试验,确定其符合极端条件下运行的技术文件要求。如果在板材轧制的熔炼、轧制、热处理和 TMO 过程中遵守技术措施,减少非金属夹杂物的比例和尺寸,形成细小分散的碳化物相,排除夹杂物处应力集中和形成微裂缝的可能性,形成细粒准各向同性结构,就能实现钢结构在运行负荷下的稳定性。俄罗斯最大的北方钢铁厂和OMZS特钢有限公司已经掌握了所开发的钢材和技术,并为挪威建造了 Prirazlomnaya 海上抗冰固定平台、“北极”自升式浮式钻井平台和一系列 MOSS 型多功能平台。结论 :根据冶金加工各阶段合金化和钢结构形成的基本原理,俄罗斯冶金厂已开发出新型耐寒可焊接钢,并掌握了其生产工艺。对新钢种的性能及其适用性进行了一系列测试,从而从船级社获得了这些钢种符合国际要求的证书,并对屈服强度从 235 MPa到 690 MPa的一系列耐寒钢种(-60 °C)的生产进行了认证。由于在船体生产中将低成本(经济性)合金化与轧制板材的强度特性、韧性、耐寒性、各向同性能、抗裂性和优异的可焊性水平独特地结合在一起,耐寒钢具有很高的竞争力,这确保了俄罗斯和国际市场对这种钢材的需求,以及引进这种钢材所带来的至少33亿卢布的经济效益。

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苏苏的凤尾鱼

简介:俄罗斯材料科学与工程领域的研究和应用历史现状