拉伸试验对16mm、32mm和50mm厚钢板分别进行拉伸、冷弯试验,所有厚度规格钢板都分别取全板厚试样和圆棒试样,所有全板厚试样加工成宽度为25mm的板状试样。拉伸试样加工成标距为50mm、直径为10mm的圆棒试样。所有试样均为横向取样。为了解钢板厚度方向不同部位的拉伸性能,对32mm、50mm厚钢板进行了T/4和T/2部位取样。拉伸试验按照GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法在INSTRON1251电液伺服式万能材料试验机和WE-100型电液式万能材料试验机上进行,拉伸试验结果见。
从上述拉伸结果可以看出,下屈服强度在335365MPa范围内,抗拉强度在505540MPa范围内,断后伸长率在28.0%31.0%范围内,钢板T/2与T/4位置的强度几乎相同,即钢板厚度方向上的强度没有下降。
系列冲击试验对16mm、32mm和50mm厚钢板进行系列温度冲击试验,试样均为横向取样。16mm厚钢板为表层取样,32mm和50mm厚钢板分别为T/4和T/2部位取样,试验按照GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法在JB-500A冲击试验机上进行,试验时温度过冷度为12.试样断面百分率按GB/T12778-91金属夏比冲击断口测定方法的规定进行测定。
钢板不同部位取样(包括表层、T/4、T/2)的-40冲击功均在90J以上,钢板具有优良的低温冲击韧性。不同试验温度下1/4板厚处试样的冲击吸收功与1/2板厚处几乎相同。分别按冲击吸收功及冲击试样的纤维断面率确定的不同厚度钢板的韧脆性转变温度列于。由数据可以看出,钢板不同部位取样的VTE和VTS均低于-37,表明不同厚度的钢板均具有良好的低温韧性。
应力消除热处理对钢板力学性能的影响压力容器制造过程中一定厚度的钢板需要进行焊后应力消除热处理(简称SR处理),SR处理的目的是降低焊接残余应力,改善焊接接头性能。焊后消除应力热处理后钢板的性能是否变化是确定较佳SR处理规范的技术关键。试板尺寸为500mm300mm,将试板在热处理炉中进行温度为600的消除应力热处理。
钢板拉伸试验对不同温度消除应力热处理后的32mm厚钢板进行拉伸试验,试样横向取样。试样加工成标距为50mm、直径为10mm的圆棒试样,不同温度消除应力热处理后的拉伸试验结果。结果表明,经过热处理后下屈服强度和抗拉强度稍有下降,伸长率稍有提高,即该钢板力学性能对选定的SR温度不敏感。冲击试验对热处理的32mm厚钢板进行系列温度冲击试验,试样均为横向取样,分别为T/4和T/2部位取样。试验结果见。根据AKV-温度T曲线计算的钢板韧脆性转变温度。
接头力学性能试验对32mm厚钢板进行施焊,焊接试板取向为钢板横向对接焊,坡口型式加工成不对称K型。施焊时,先焊任意一面坡口,反面进行砂轮修磨清焊根后再焊,预热和层间温度控制在100150范围内,焊接线能量为32kJ/cm,焊后进行热处理或不热处理。
分别对钢板焊接接头进行拉伸和冷弯试验,试样横向取样。焊接接头冲击试验按照JB4708-2000压力容器焊接工艺评定的要求进行,试样横向取样。分别对不同焊接工艺的对接接头焊缝金属、热影响区进行冲击试验,按照GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法在JB-50A冲击试验机上进行试验。其拉伸、冷弯试验结果见,冲击试验结果分别见0、1.
结语通过对16MnDR钢板力学性能、焊接冷裂纹及焊接接头力学性能的试验研究,表明该钢板具有良好的力学和焊接性能,是制造高参数低温压力容器的理想材料,适合于在低温状态下加工、焊接和使用。