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原文传递船用高强钢三明治板激光焊接接头的组织和海水腐蚀性能

论文题名：	船用高强钢三明治板激光焊接接头的组织和海水腐蚀性能
关键词：	船用高强钢;三明治板;激光焊接;接头组织;极化曲线;海水腐蚀;耐蚀性能
摘要：	伴随着社会的发展，尤其是近年国家经济的高速发展，高速铁路、大飞机、新能源汽车等现代交通工具越来越得到普及。这些都给人民的生活带来极大的便利，但是近年来交通工具尾气污染问题越来越受到关注，特别是近两年雾霾天气席卷全国，人们更是把矛头直指尾气排放。因此对于交通运输业来说，节约资源、降低能耗、减少尾气排放、保护环境是其面临的主要问题。而从军事战略方面来说，减少战略装备的重量，如驱逐舰、潜艇、航空母舰等的重量，对提高其机动性能，增加其负载量，对其作战能力有较大的帮助，所以在全世界的范围内对交通工具减少自身重量和结构轻量化都有了更高的要求。高强钢金属三明治板就是在这样的背景和需求下应运而生的。高强钢满足了使用材料的强度要求，所谓的三明治结构就是在上下两块金属面板之间放置一定高度和间距的支撑腹板，并通过特种焊接方法连接的中空结构，因有三层结构组成，故名为三明治结构。三明治板具有比强度大、比刚度大、大量吸收外界冲击功、结构简单易于制造等优点，已经广泛应用于海洋设备中。而在海洋设备中使用时，首先需要解决的问题就是克服海水腐蚀，海水是一种天然的强电解质，具有很高的含盐量、导电性，腐蚀性很强。因此研究三明治板在海洋中的耐蚀性，对三明治板在海洋中应用具有十分重要的意义，本文通过室内模拟海洋腐蚀方法，研究三明治板焊接接头的耐蚀性能。　　采用大功率激光焊机熔透焊焊接高强钢三明治板。利用扫描电镜和光学电镜分析接头微观组织，观察发现，母材是轧制成形的，由条带状细晶粒珠光体和铁素体组成，铁素体为基体，粒状珠光体均匀分布于铁素体上，焊缝区域都是垂直于熔合线生长粗大柱状晶，热影响区较窄，但分为粗晶区和细晶区;模拟海水全浸腐蚀实验以及动电位极化技术研究高强钢焊接接头不同区域在模拟海水中的腐蚀行为;并通过恒载荷加载装置研究接头在模拟海水中的应力腐蚀行为。结果表明，960高强钢腐蚀是从均匀腐蚀到点蚀再到均匀腐蚀，随着腐蚀时间的增加，腐蚀产物颜色加深，腐蚀产物增多开始连接起来变得致密，形成了一层均匀龟裂的氧化铁皮，随着腐蚀时间的继续增加，氧化皮已经开始破裂脱落，露出了金属基体，使海水腐蚀液进一步向内腐蚀，表面呈现高低不平。腐蚀痕迹较重，表面发生全面的腐蚀。腐蚀产物主要是γ-FeOOH和少量Fe2O3、Fe3O4，由于γ-FeOOH比较疏松且附着力不强因此脱落到腐蚀液中。960高强钢的腐蚀率为0.035mm/a，属于耐蚀级别钢种。热影响区的维氏硬度值最低，腐蚀后的维氏硬度值低于未腐蚀硬度值，这是因为腐蚀后，金属基体表面的铁素体基体带先腐蚀掉，生成氧化物，导致表面不平，生成的一层氧化膜由于比较疏松，对硬度贡献不大，因此硬度降低。由电化学测试结果三个区域的腐蚀速率从大到小是焊缝＞热影响区＞母材，且随着腐蚀的继续进行腐蚀速率在减慢。由于热影响区粗晶区的存在导致该区成为接头的薄弱环节，拉伸试样均断裂在热影响区。应力腐蚀使拉伸试样抗拉强度降低12％，延伸率损失11.6％。未腐蚀和应力腐蚀试样断裂形式均为韧性断裂。
作者：	李恒贺
专业：	材料加工工程
导师：	陈剑虹;乔及森
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文