09MnNiDR焊接接头低温韧性实验方法.docx

针对球罐材质为09MnNiDR的工艺试验研究
本研究对09MnNiDR的工艺焊接性评定采用直接模拟试验法和间接推算法。直接法：按照实际焊接条件，通过焊接过程观察是否发生某种焊接缺陷或发生某种缺陷的程度，来直观评价焊接性的优劣。如我们用到的斜Y坡口焊接冷裂纹试验。间接法：根据材料的化学成分、金相组织、力学性能之间的关系，联系焊接热循环过程评定焊接性优劣。
通过系一列试验，对试验结果的综合分析，最终得到针对09MnNiDR球罐用钢材合适的焊材，焊前预热温度、后热温度、焊接线能量以及合适的热处理方案。

一、09MnNiDR材料概况。
09MnNiDR是一种低温压力容器用钢板，其化学成分如下表1所示，其机械性能如表2所示。

表109MnNiDR化学成分

牌号化学成分%CSiMnNiVNbAls09MnNiDR≤0.120.15~0.51.20~1.600.30~0.80--≤0.04≥0.015

表209MnNiDR机械性能
钢板厚度/mm抗拉强度σb/MPa屈服强度σs/MPa延伸率δ/%冷弯试验(b=2a.180°)冲击试验(-70℃Akv/J)6～60430～56026023d=2a≥27

二、钢板锻件的力学性能实验
1.钢板、锻件的力学性能实验
1．拉伸及系列温度冲击实验
1.1选择提货状态的钢板、锻件进行常温拉伸和不同部位的系列温度冲击试验，重点确定临界温度（韧脆转变温度）。
1.1.1拉伸试验
采用标准：按照GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》的规定。
取样方向：横向。
实验步骤：
(1)准备试样，按照GB/T2975一1998的规定。
一般要求：a.应在产品不同位置取样，力学性能有不同的差异。
b.应在外观及尺寸合格的钢产品上取样。
c.取样时，应对抽样产品、试料、样坯和试样作出标记，以保证始终能识别取样的位置及方向。
d.取样时，应防止过热、加工硬化而影响力学性能。用烧割法和冷剪法取样所留加工余量。
f.取样的方向应由产品标准或供需双方协议规定。
(2)调整试验机和自动绘图装置，装好试件，对以上工作进行检查。
(3)进行实验。开动试验机，缓慢均匀地加载，直至试件被拉断。关闭试验机，记录拉断时的最大荷载值，取下试件和记录纸。
试验温度：常温
试验项目：测定一个延性能A和三个强度性能Rm、ReH和ReL的测定
断后伸长率A的测定：
人工方法，试验前在试样平行长度上标记出原始标距（误差≤±1%）和标距内等分格标记（一般标记10个等分格）。试验拉断后，将试样的断裂处对接在一起，使用轴线处于同一直线上，通过施加适当的压力以使对接严密。用分辨力不劣于0.1mm的量具测量断后标距，准确到±0.25mm以内。
图解方法（包括自动方法）用引伸计系统记录力-延伸曲线，或采集力-延伸数据，直至试样断裂。读取或判读断裂点的总延伸，扣除弹性延伸部分后得到的非比例延伸作为断后伸长。扣除的方法是，过断裂点作平行于曲线的弹性直线段的平行线交于延伸轴，交点即确定了非比例延伸。
对于不经机加工的等横截面试样，如平行长度比其标距长许多，可以标记多组相互套叠的原始标距，部分可以伸入夹持范围。拉断后，在断裂所在这组标距上测定断后伸长率。
抗拉强度Rm的测定：

试样拉至断裂，从拉伸曲线图上确定实验过程中的最大力，或从测力读盘上读取最大力。抗拉强度按公式计算：

Rm=Fb/S0

上屈服强度ReH下屈服强度ReL的测定：
图解方法（包括自动方法）引伸计标距应≥1/2Lo。引伸计和试验同应不劣于1级准确度。记录力-延伸曲线或力-位移曲线，或采集力=延伸（位移）数据，直至超过屈服阶段。
按照定义在曲线上判定上屈服力和下屈服力的位置点，判定下屈服力时要排除初始瞬时效应的影响。上、下屈服力判定的基本原则如下：①屈服前第一个峰值力（第一个极大力）判为上屈服力，不管其后的峰值力比它大或小。②屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值力，舍去第一个谷值力（第一个极小值力），取其余谷值中力中之最小者判为下屈服力。如只呈现一个下降谷值力，此谷值力判为下屈服力。
③屈服阶段中呈现屈服平台，平台力判为下屈服力。如呈现多个而且后者高于前者的屈服平台，判第一个平台力为下屈服力。
④正确的判定结果应是下屈服力必定低于上屈服力。
根据下屈服力和上屈服力计算出ReH和ReL。

1.1.2系列温度冲击试验
采用标准：按照GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》的规定。
取样方向：横向。
实验步骤：a.选择试样，标准尺寸冲击试样长度为55mm，横截面为10mm×10mm方形截面，在这样长度中间有V型缺口。注意：对缺口的制备应仔细，以保证缺口根部处没有影响吸收能的加工痕迹。缺口对称面应垂直于试样纵向轴线。V型缺口应有45°夹角，其深度为2mm，底部曲率半径