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压力容器用奥氏体不锈钢深冷拉伸试验研究

作　者: 黄泽
导　师: 郑津洋
学　校: 浙江大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 奥氏体不锈钢拉伸试验数据库应变强化深冷环境
分类号: TQ051.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

奥氏体不锈钢由于较高的强度和塑性,良好的耐腐蚀性,焊接性和冷加工性能,被广泛应用在深冷容器中。近些年,随着低温技术的发展和低温液化气体需求的不断增长,深冷容器作为液化气体储运的主要设备,其需求量不断增长。应变强化技术能降低容器壁厚,减轻容器重量,减小制造能耗,符合国家倡导的节能减排的要求。目前应变强化技术已被纳入ISO、欧盟、澳大利亚、美国等标准中。应变强化深冷容器应用前景广阔,其相关研究也从未间断,然而目前主要是针对应变强化深冷容器用奥氏体不锈钢常温力学性能的研究,为了提高其设计水平,保证安全使用,需进一步研究应变强化深冷容器用奥氏体不锈钢材料在深冷环境下的力学性能。拉伸试验是检测金属材料塑性变形能力的一种方式,可以作为材料设计、焊接工艺评定以及材料性能检验的重要依据,因此研究深冷环境下奥氏体不锈钢的拉伸力学性能具有十分重要的意义。本文在“十二五”国家科技支撑计划资助项目(项目编号为2011BAK06B02-05)；国际科技合作项目”重型压力容器轻量化关键技术研究”(项目编号为2010DFB42960)；浙江省重点科技创新团队项目(项目编号2010R50001)等的支持下,对深冷容器用奥氏体不锈钢进行了拉伸力学性能研究,为我国深冷容器的设计提供了理论依据和数据支撑,本文主要工作如下：(1)对比分析常温和深冷环境下引伸计控制和横梁位移控制的特性和差异,提出了适用于深冷环境下拉伸试验的数据检测方法。并就不同加工方式得到的应变强化试样,对常温和深冷条件下的拉伸试验结果进行分析,提出适用于应变强化技术工程应用的加工方法。(2)在国内率先开展了不同预拉伸程度的奥氏体不锈钢试样在常温和深冷环境下的拉伸力学性能研究,得到应变强化前后材料在常温和深冷环境下的工程应力应变曲线,分析了其宏观力学性能的变化,并从微观组织结构解释了产生这种差异的原因。(3)基于一系列不同炉批号的奥氏体不锈钢材料在深冷环境下的准静态拉伸试验,得到预拉伸9%前后的奥氏体不锈钢在深冷条件下的拉伸力学性能数据,通过可靠度和置信度的统计方法,对试验数据进行分析比较,在国内率先得出了预拉伸9%前后的奥氏体不锈钢S30408在深冷环境下的屈服强度和抗拉强度的最小保证值。(4)为了实现试验数据的规范管理,增强数据的共享性、利用率以及安全性,进行了低温性能数据库的建设管理工作,积累了十分宝贵的试验数据和资料,为低温容器的设计提供了数据支撑。

全文目录

致谢  5-7
摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
目录  11-14
插图和附表清单  14-17
符号说明  17-20
第1章绪论  20-34
  1.1 课题研究背景  20-22
    1.1.1 液化气体的需求  20-21
    1.1.2 应变强化深冷容器  21-22
  1.2 深冷容器用奥氏体不锈钢  22-24
    1.2.1 奥氏体低温钢的常见类别  22
    1.2.2 深冷环境下组织转变  22-24
    1.2.3 深冷环境下性能检验检测  24
  1.3 奥氏体不锈钢拉伸力学性能研究现状  24-31
    1.3.1 深冷拉伸测试方法  24-27
    1.3.2 应变强化对奥氏体不锈钢力学性能影响  27-29
    1.3.3 奥氏体不锈钢低温力学性能数据库  29
    1.3.4 目前存在的问题  29-31
  1.4 本文主要研究内容  31-34
    1.4.1 课题来源  31
    1.4.2 主要研究内容  31-32
    1.4.3 技术路线  32-34
第2章深冷环境拉伸试验方法  34-44
  2.1 引言  34
  2.2 试样加工方式  34-36
    2.2.1 理论分析  34-35
    2.2.2 试验验证  35-36
  2.3 数据检测方式  36-43
    2.3.1 模拟分析  37-38
    2.3.2 讨论分析  38-43
  2.4 本章小结  43-44
第3章预拉伸程度对奥氏体不锈钢力学性能影响  44-62
  3.1 引言  44
  3.2 不同应变强化量在常温和深冷环境下的拉伸试验  44-48
    3.2.1 材料与试样  44-45
    3.2.2 试样规格  45
    3.2.3 应变强化处理  45-46
    3.2.4 试验设备和数据检测  46-47
    3.2.5 试验过程  47-48
  3.3 试验结果与分析  48-59
    3.3.1 不同预拉伸量常温下拉伸力学性能  50-51
    3.3.2 不同预拉伸量深冷环境下拉伸力学性能  51-55
    3.3.3 微观组织变化  55-59
  3.4 本章小结  59-62
第4章深冷环境下奥氏体不锈钢强度统计分析  62-74
  4.1 引言  62
  4.2 深冷拉伸试验  62-64
    4.2.1 材料与试样  62
    4.2.2 应变强化处理  62-63
    4.2.3 试验设备和数据检测  63
    4.2.4 试验过程  63-64
  4.3 试验结果与分析  64-73
    4.3.1 试验结果  64-65
    4.3.2 强度值的统计分析  65-73
  4.4 本章小结  73-74
第5章奥氏体不锈钢低温性能数据库  74-80
  5.1 引言  74
  5.2 系统介绍  74-75
    5.2.1 设计思想  74
    5.2.2 系统界面  74-75
  5.3 数据库组织  75-78
    5.3.1 数据查询  76-77
    5.3.2 追加记录  77
    5.3.3 数据拟合  77-78
  5.4 系统的维护和运行  78-79
    5.4.1 系统维护  78
    5.4.2 系统运行环境  78-79
  5.5 本章小结  79-80
第6章总结与展望  80-82
  6.1 总结  80-81
  6.2 展望  81-82
参考文献  82-86
作者简介及在读期间发表（录用）论文情况  86-87

压力容器用奥氏体不锈钢深冷拉伸试验研究

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