460MPa级海洋平台用钢的高温塑性研究_袁慎铁_赖朝彬_陈英俊_熊文名_罗小兵
E690海洋平台用钢高温塑性与相变规律研究
Abstractbainite and martensite.(F+B+M).Cooling rate of1~3℃/s,cooling products into pearlite,bainite and martensite(P+B+M).Cooling speed is greater than5℃/s, after the cooling result is bainite and martensite(B+M).Key word:E690steel;High temperature plasticity;Phase change law;The fracture morphology;The microstructure目录摘要 (I)Abstract (II)第一章文献综述 (1)1.1选题背景 (1)1.2课题来源 (1)1.3国内外海洋平台用钢发展现状 (2)1.4高温塑性研究现状 (3)1.5相变规律研究现状 (5)1.6海洋平台用钢的性能要求 (6)1.7E690钢的成分特点及作用 (9)1.7.1E690钢成分特点 (9)1.7.2E690钢中合金元素作用 (11)1.8研究内容及意义 (13)1.8.1研究内容 (13)1.8.2研究意义 (14)第二章高温塑性研究 (16)2.1实验方法 (17)2.2实验结果 (20)2.2.1塑性和强度曲线 (20)2.2.2断口形貌 (22)2.3实验结果的应用 (26)2.4结论 (27)第三章相变规律研究 (29)3.1实验方法 (31)3.2实验结果 (33)3.2.1相变温度点 (33)3.2.2膨胀曲线 (33)3.2.3金相组织及硬度 (35)3.2.4不同组织转变的特点 (38)3.2.5CCT图的绘制 (39)3.2.6CCT曲线分析 (40)3.3实验结果的应用 (41)3.4结论 (42)第四章结论 (44)参考文献 (46)致谢 (50)攻读学位期间的研究成果 (51)第一章文献综述1.1选题背景陆地资源经过几百年开采已经日益减少，世界各国都在积极向海洋领域勘探资源。
460MPa级海洋平台用钢的高温塑性研究
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｇ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ ４ １ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
摘
要： 通过 Ｇ ｌ ｅ ｅ ｂ ｌ ｅ 一 １ ５ ０ ０ Ｄ热模 拟 机 来进 行 Ｅ Ｑ ４ ７ （ ４ ６ ０ ＭＰ ａ ） 钢 的 高变
形速率， 在６ ０ ０ ～ １ ３ ５ ０℃的温 度 区间 内以每 ５ ０℃取 一 间隔做 一 组 高温 塑性 试验 ． 结果 表 明 ： 在９ ０ ７ ～
袁 慎 铁 ， 赖 朝 彬 ， 陈英俊 ， 熊文 名 ， 罗 小兵 。
（ １ ． 江 西 理工 大学 冶 金 与化 学 工 程 学 院 ，江 西 赣 州 ３ ４ １ ０ ０ ０ ； ２ ． 新 余 钢 铁 集 团技 术 中心 ， 江西 新余 ３ ３ ８ ０ ０ ０ ３ ． 钢 铁 研 究 研 究 总 院工 程 用 钢 研 究 所 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ １ ）
２ ． Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｘｉ ｎｙ ｕ Ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｇｒ ｏ ｕｐ Ｃｏ ．Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｘｉ ｎｙ ｕ ３３ ８ ０ ０ ０， Ｃｈ ｉ ｎａ ；
我国海洋装备产业链发展需求与战略规划研究
68海洋开发与管理2023年 第12期我国海洋装备产业链发展需求与战略规划研究马蕊,蔡鹏,柳存根(上海交通大学 上海 200240)收稿日期:2023-04-20;修订日期:2023-12-02基金项目:中国工程院咨询项目 我国海洋装备产业链发展战略研究 (2022-25-11).作者简介:马蕊,助理研究员,博士,研究方向为海洋战略和海洋科技创新通信作者:柳存根,教授,博士生导师,博士,研究方向为海洋发展战略摘要:作为我国最早走向国际市场的行业之一,海洋装备业已形成全球协同的合作格局,其产业链条长㊁覆盖面广,极易受到国际形势的干扰㊂文章从应对国际形势变化㊁构建双循环新发展格局㊁海洋装备业高质量发展3个层次分析我国海洋装备产业链发展需求;通过初步构建海洋装备产业链图谱,从原材料㊁研发设计㊁配套㊁总装建造㊁船海服务和运维6个环节分析海洋装备产业链自主可控程度;提出针对产业链弱项环节如高端产品研发设计㊁专用配套开展关键核心技术攻关和迭代升级,面向船舶发展趋势加强基础性和前瞻性技术研究,以及针对船海服务领域提升产业链 软实力 的对策建议㊂关键词:海洋装备;产业链;自主可控;高质量发展中图分类号:P 75 文献标志码:A 文章编号:1005-9857(2023)12-0068-10T h eD e v e l o p m e n tN e e d s a n dS t r a t e g i cP l a n n i n g ofC h i n a 's M a r i n eE q u i p m e n t I n d u s t r y Ch a i n MA R u i ,C A I P e n g ,L I U C u n ge n (S h a n g h a i J i a oT o n g U n i v e r s i t y ,S h a n gh a i 200240,C h i n a )A b s t r a c t :T h e d e v e l o p m e n t o f t h em a r i n e e q u i p m e n t i n d u s t r y ha s f o r m e d a g l ob a lc o l l a b o r a t i v e p a t t e r n ,w i t h a l o n g i nd u s t r i a l c h a i n a n dw i de c o v e r a g e ,w h i c h i s h i g h l y s u s c e pt i b l e t o i n t e r n a -t i o n a l i n t e r f e r e n c e .T h i s p a p e r a n a l y z e dt h ed e v e l o p m e n tn e e d so fC h i n a 'sm a r i n ee q u i pm e n t i n d u s t r y c h a i nf r o m t h r e el e v e l s ,i n c l u d i n g r e s p o n d i n g t oc h a n g e si ni n t e r n a t i o n a lf o r m s ,b u i l d i n g a n e wd u a l c y c l e d e v e l o p m e n t p a t t e r n ,a n dh i g h -q u a l i t y d e v e l o p m e n t o f t h em a r i n e e -q u i p m e n t i n d u s t r y .B yp r e l i m i n a r i l y c o n s t r u c t i n g a g r a p ho f t h e m a r i n ee q u i p m e n t i n d u s t r yc h a i n ,i t a n a l y z ed t he d e g r e e of i n d e p e n d e n t a n d c o n t r o l l a b i l i t y o f t h em a r i n e e q u i pm e n t i n d u s -t r y c h a i n f r o m s i xa s p e c t s ,i n c l u d i n g r a w m a t e r i a l s ,r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n td e s i g n ,s u p -p o r t i n g f a c i l i t i e s ,f i n a l a s s e m b l y a n dc o n s t r u c t i o n ,s h i p a n ds e as e r v i c e ,a n do p e r a t i o na n d m a i n t e n a n c e .I tw a s p r o p o s e d t o c a r r y o u t k e y c o r e t e c h n o l o g y r e s e a r c ha n d i t e r a t i v e u p gr a d e s t a r g e t i n g w e a k l i n k s i n t h e i n d u s t r y c h a i n ,s u c h a s h i g h -e n d p r o d u c t r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t d e s i g n ,k e y t e c h n o l o g i e s f o r s p e c i a l i z e dm a t c h i n g e q u i p m e n t ,a n d s t r e n gt h e n f u n d a m e n t a l a n d第12期马蕊,等:我国海洋装备产业链发展需求与战略规划研究69 f o r w a r d-l o o k i n g t e c h n o l o g i c a l r e s e a r c h i n r e s p o n s e t o t h e d e v e l o p m e n t t r e n do f s h i p s,a n d e n-h a n c e t h e s o f t p o w e ro fC h i n a'sm a r i n ee q u i p m e n t i n d u s t r y c h a i n i nr e s p o n s e t ot h e f i e l do f s h i p a n d s e a s e r v i c e.K e y w o r d s:M a r i n ee q u i p m e n t,I n d u s t r i a l c h a i n,I n d e p e n d e n ta n dc o n t r o l l a b l e,H i g h-q u a l i t y d e-v e l o p m e n t0引言海洋装备为认识㊁开发㊁保护海洋提供装备支撑,同时为航运㊁能源㊁国防等领域发展提供必要的装备支撑㊂海洋装备业复杂程度高㊁综合性强,除总装建造外还有庞大的配套体系,涉及动力系统㊁通导系统等大量复杂的设备和系统㊂海洋装备产业链的范围更宽,除总装建造㊁配套等关键环节,还涉及原材料㊁研发设计㊁船海服务及运维等环节㊂本研究通过分析国内外产业链的内涵与概念,结合其在海洋装备业的应用,将 海洋装备产业链 定义为:以海洋装备为链主产品的,包括从原材料到终端产品生产㊁运输㊁销售㊁运维的,由海洋装备相关产业组成的完整链条,是由海洋装备业相关企业构成的生产服务协作体系㊂海洋装备业是我国最早走向国际市场的行业之一,其产业链供应链的稳定与安全极易受到国际形势的影响㊂海洋装备产业链的自主可控能力与国家能源安全㊁经济安全㊁交通安全㊁海洋国防安全等密切相关㊂提高我国海洋装备产业链的安全性对提升我国海洋安全保障能力㊁加快建设海洋强国具有重要的战略意义㊂1我国海洋装备产业链发展需求1.1应对国际形势变化1.1.1应对国际新形势及战略竞争调整受新冠疫情冲击,地缘政治对世界经济的影响力逐渐攀升,各国政府开始重视与强调产业链供应链的韧性,从重视效率转向更加重视安全㊂海洋装备业具有充分参与国际市场竞争㊁全球供应链条长等特点,极易受国际形势干扰㊂例如:美国的战略竞争对策对我国海洋装备业的发展带来阻力,其中船海领域是 重灾区 ;特朗普任美国总统期间公开将中国列为 战略竞争对手 ,全面打击我国多家高科技及军工企业,给我国海洋装备产业链供应链安全带来严峻挑战[1],我国须加以防范㊂1.1.2应对全球碳减排多年来,欧美国家通过组成联盟或一致行动,不断营造和强化航运业脱碳的紧张氛围,实现低碳和零碳转型已经成为迫切需求㊂国际海事组织(I MO)温室气体减排初步战略设置2025年㊁2030年㊁2050年3个重要节点,对航运业和造船业加大减排力度提出更高要求㊂尽管未来替代技术的发展格局并不清晰,但目前已有一些技术应用,以液化天然气㊁甲醇为代表的低碳燃料技术快速发展,零碳燃料尤其是氨燃料㊁氢燃料等也逐渐受到重点关注㊂这些新的发展趋势将对我国海洋装备业的技术创新提出新的要求,同时给我国海洋装备产业链的发展带来新的调整㊂1.1.3打破国际尤其是欧洲高端配套垄断优势在海洋装备配套领域,欧洲在动力配套㊁通信导航等方面处于世界领先地位㊂欧洲设计生产的船舶配套产品以安全㊁复杂㊁环保著称,并通过实际应用不断改进配套产品性能,不断提高产品的自动化程度,加强产品的安全性,优化系统操作的灵活性㊂除此以外,欧洲在全球建立配套系统和设备服务点,在国际市场占有绝对优势,全球服务业务提升配套产品的品牌效应并带来较高的利润㊂在船市周期的低谷中,全球服务业务的利润成为配套企业稳定的收入来源㊂经过多年的发展,我国在低端配套领域占有一定份额,但高端配套设备仍依赖进口㊂海洋装备质量和性能的提升主要依赖配套系统和设备的技术进步,我国亟待提升关键配套设备研发攻关能力,在海洋装备关键配套领域掌握关键技术与研发能力,通过市场化应用不断推动高技术产品70海洋开发与管理2023年的更新迭代,保障我国海洋装备领域的高端配套供给㊂1.2构建双循环新发展格局1.2.1促进双循环发展海洋装备业有 综合工业之冠 之称,其发展将带动超过80%门类的产业进步,具备双循环的基础与实力㊂ 以国内大循环为主体㊁国内国际双循环相互促进 的新发展格局以创新驱动㊁高质量供给引领和创造新需求,将促进产业链协同,提升供应链稳定性,为海洋装备产业链带来新的发展机遇,带动海洋装备业高质量发展㊂1.2.2维护海洋装备产业链供应链安全稳定海洋装备业是我国最早的对外产业之一,已形成产业链供应链全球化的格局㊂面对国际发展新形势的挑战,我国应增强海洋装备产业链供应链自主可控的能力,强化顶层设计能力,通过 找短板补短板 ,提升海洋装备业的基础再造能力和产业链提升能力,确保我国海洋装备领域基础产品㊁关键核心技术及关键零部件等的供应安全,在受到限制时依旧能够维持国内海洋装备产业链的稳定运行㊂1.2.3继续深化供给侧结构性改革国家和地方 十四五 规划为高端装备业的发展指明方向㊂船舶工业是我国重要的国防与经济支柱产业,国家及相关地方政府对 十四五 时期船舶工业的高质量发展作出部署㊂当前我国船舶工业面临生产㊁组织㊁技术的变革升级,同时受价格和成本约束㊁供应链水平制约和客户需求牵引[2],海洋装备业的转型升级已经进入攻坚阶段㊂2海洋装备业高质量发展2.1提高总装建造环节的精细化管理水平,提升国际竞争力世界海洋装备业进入新一轮的深刻调整期,围绕技术㊁产品㊁市场的全方位竞争日趋激烈㊂作为海洋装备产业链的链主环节,总装建造企业需要适应新产品㊁新技术㊁多订单和环保等要求,优化升级生产设施,提高生产能力和产能利用效率㊂通过改善生产模式㊁精益管理以及加强工时和耗材管理,提升工效㊁降低浪费,通过减少成本创造利润空间,提升我国海洋装备产业链优势环节的国际竞争力㊂2.2强化产业链各环节联动,提升产业链协同效能海洋装备总装建造企业㊁配套企业㊁研发设计单位㊁原材料厂商㊁金融服务公司等全产业链条的协同效应,是决定产业国际竞争力的关键㊂我国海洋装备企业要加强与能源企业㊁钢铁企业㊁有色金属企业㊁研发设计单位等的沟通联系,建立良好的联动协作机制,使国内船企为货主㊁船东提供一站式服务,逐渐摆脱国际竞争和国内竞争 双竞争 模式下被过度挤压的形势,促进造船市场理性回归㊂鼓励国内航运公司购买国外船东弃单的船舶,并在信贷支持上给予优惠㊂对接国内大型能源资源公司,推进深海采矿船㊁海上养殖设施㊁海上风电建设运维船等一批新型海洋装备的研制和应用㊂2.3创新市场规则,助力我国优势和潜力产品渗透国际供应链未来针对海洋装备配套系统和设备的技术研发仍是发展的重中之重,包括新能源动力技术㊁综合电力技术㊁轻量化技术㊁智能化技术等㊂因此,亟须打造一批高端制造企业并发挥其引领作用,大力培育一批自主创新能力达到或接近世界一流水平的领军型企业,充分发挥其在产业价值及利润分配㊁资源配置㊁工业关系等方面的决定和支配作用,成为高端海洋装备业引领的主力军㊂在充分考虑国际贸易规则和引入国际先进技术设备的前提下,创设 国轮国造 国货国运 国轮国配 以及国内油气等资源开发的优先规则,争夺定价货币的选择权和制定知识产权共享原则等,激活国内国际海运与海上油气开发的市场㊂3构建我国海洋装备产业链图谱及评价指标经过多轮专家研讨及调研,本研究初步构建海洋装备产业链主要环节图谱,包含原材料㊁研发设计㊁总装建造㊁配套㊁船海服务及运维6个主要环节,其中配套又分为通用配套及专用配套2个部分(图1,由 我国海洋装备产业链发展战略研究 课题组绘制)㊂根据研究需求,将产业链的每个环节再进行细第12期马蕊,等:我国海洋装备产业链发展需求与战略规划研究71分㊂以材料为例,二级分类如图2所示㊂图1 海洋装备产业链F i g .1 M a r i n e e q u i p m e n t i n d u s t r y ch a in 图2 材料产业链F i g .2 M a t e r i a l i n d u s t r y ch a i n 根据文献梳理及专家调研等,本研究参照信息技术安全领域㊁国防科技工业领域及航天领域的自主可控评判标准,结合我国海洋装备业的实际情况,设置海洋装备业自主可控的评价指标(表1)㊂基于国产能力㊁技术能力和产品能力,将海洋装备产业链各环节分为4种类型(图3)㊂①缺失环节:不具备国产能力,即国内没有生产该产品的企业㊂②弱项环节:具备国产能力但技术能力较弱,表现为未掌握关键技术的自主知识产权以及关键零部件依赖进口等㊂③潜力环节:具备国产能力且技术能力较强,但产品能力较弱,表现为与国外同类产品相比性能不佳,国产产品装船率低㊂④强项环节:具备国产能力,且技术能力和产品能力均较强㊂72海洋开发与管理2023年表1 海洋装备业自主可控的评价指标T a b l e 1 I n d e pe n d e n t a n d c o n t r o l l a b l e e v a l u a t i o n i n d i c a t o r sf o rm a r i n e e q u i p m e n t i n d u s t r y一级指标二级指标国产能力国内生产企业情况(有/无)技术能力关键技术自主知识产权情况(有/部分有/无)R&D 经费投入占比(主要企业)技术人员占比(主要企业)关键零部件国产情况(是/否)产品能力国产产品相比国外产品的性能(与国外差距年数)国产产品装船率图3 海洋装备业自主可控分类F i g .3 I n d e pe n d e n t a n d c o n t r o l l a b l e c l a s s if i c a t i o n f o rm a r i n e e q u i p m e n t i n d u s t r y4 我国海洋装备产业链发展现状及存在的问题4.1 六大环节自主可控程度我国海洋装备业发展至今已形成较为完整的产业链,但囿于发展阶段㊁发展政策与各种因素的影响,我国海洋装备产业链各环节的自主可控程度有强有弱㊂4.1.1 原材料环节海洋装备业发展的原材料包括各种钢材㊁有色金属材料㊁复合材料㊁非金属材料(塑料㊁涂料㊁黏合剂等)和焊材等数百种,约占整船成本的15%~20%(表2)㊂目前我国通用材料领域发展较好,但某些特种材料仍须进一步研究,如复合材料㊁高性能防腐材料和高端防污涂料,以及针对特定船型的特殊材料,如超高强度钢材㊁特殊钢材㊁殷瓦钢㊁不锈钢波纹板㊁聚氨酯泡沫板㊁环氧树脂㊁低温胶水㊁柔性次屏蔽㊂表2 原材料环节的自主可控程度T a b l e 2 T h e d e g r e e o f i n d e p e n d e n t a n d c o n t r o l l a b i l i t yi n t h e r a w m a t e r i a l原材料类型自主可控类型钢材船用钢板强项环节特种钢板弱项环节有色金属材料钛合金潜力环节铝合金潜力环节铜合金潜力环节复合材料树脂基潜力环节玻璃钢用增强材料潜力环节非金属材料防腐材料强项环节高性能防腐材料弱项环节高端防污涂料弱项环节焊材焊材潜力环节4.1.2 研发设计环节我国先后引进国外船级社造船规范共42种㊁近100册㊁超过2000万字,同时引进5000余项国际标准和10余项船舶设计技术㊂在配套领域,我国先后从丹麦㊁德国㊁法国㊁日本等国引进100余项船用主机㊁辅机和其他关键设备制造技术[3]㊂通过消化吸收,我国海洋装备业逐步从借鉴及移植国外技术阶段,过渡到自主开发创新阶段(表3)㊂表3 研发设计环节的自主可控程度T a b l e 3 T h e d e g r e e o f i n d e p e n d e n t a n d c o n t r o l l a b i l i t yi n t h e r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t a n dd e s i gn 研发设计类型自主可控类型概念设计弱项环节基本设计潜力环节详细设计潜力环节工艺设计潜力环节设计软件弱项环节在船舶设计方面,我国和日本偏重于三大主力第12期马蕊,等:我国海洋装备产业链发展需求与战略规划研究73船型的设计,韩国较多参与液化气船的设计,欧洲主要关注豪华邮轮等高端船型的设计㊂目前我国大部分高端海工装备以及豪华邮轮等高技术船舶的概念设计和基本设计仍依赖国外,其中基本设计往往基于国外图纸进行二次开发,具备详细设计和工艺设计的能力,但独立的原创性设计尚待扩展,且尚未涉足新型高端船舶的设计㊂需要注意的是,我国船舶设计所使用的软件有90%为国外软件㊂4.1.3总装建造环节近年来,我国海洋装备产品体系逐步完善,船舶及海工产品的覆盖面进一步扩展㊂我国于2010年进入全球海洋装备总装建造第一梯队,市场份额居世界首位(表4)㊂表4总装建造环节的自主可控程度T a b l e4T h e d e g r e e o f i n d e p e n d e n t a n d c o n t r o l l a b i l i t yi n t h e f i n a l a s s e m b l y a n d c o n s t r u c t i o n总装建造类型自主可控类型基础设施强项环节管理能力潜力环节生产技术能力强项环节我国海洋装备企业的总装建造技术先进,在高价值产品建造方面也有突破㊂以船舶工业为例, 2022年我国造船完工量3786万载重吨,新接订单量4552万载重吨,手持订单量10557万载重吨,均占国际造船市场份额的50%左右;我国分别有6家造船企业进入全球造船完工量㊁新接订单量和手持订单量前10强[4],一批高端船舶和海工装备建成交付㊂4.1.4配套环节配套环节是海洋装备业的重要组成部分,其发展水平直接影响海洋装备业的综合竞争力㊂海洋装备业的配套设备规格种类多㊁技术含量高,目前我国船舶配套设备的节能环保安全技术㊁本土品牌产品竞争力㊁系统集成供货能力㊁二轮配套本土化能力㊁专利本土化率等仍低于国际先进造船国家㊂在通用配套环节,我国船舶配套产品体系完善,覆盖动力系统㊁甲板机械㊁舱室设备㊁电气及自动化设备㊁通信导航设备㊁舾装设备等领域,在加工制造和产能方面已达到世界先进水平,基本具备三大主流船型的动力与机电设备配套能力[5](表5)㊂表5通用配套环节的自主可控程度T a b l e5T h e d e g r e e o f i n d e p e n d e n t a n d c o n t r o l l a b i l i t yi n t h e g e n e r a l s u p p o r t i n g通用配套类型自主可控类型动力系统低速机潜力环节中速机弱项环节柴油发电机组潜力环节甲板机械舵机潜力环节锚机潜力环节起货机潜力环节舱盖板潜力环节升降机潜力环节海上作业设备潜力环节舱室设备空气压缩机潜力环节船用泵潜力环节冷藏设备潜力环节水油分离机潜力环节压载水处理系统强项环节电气及自动化设备电站弱项环节电力网弱项环节电气负载设备弱项环节自动化系统弱项环节通信导航设备通信设备弱项环节无线电导航设备弱项环节V D R强项环节舾装设备消防设备潜力环节梯杆设备潜力环节救生设备弱项环节厨房设备潜力环节舱室设备潜力环节通风附件等设备潜力环节从船舶配套设备的装船率来看,我国能满足散货船80%以上㊁油船和中小型集装箱船70%以上的配套设备装船需求[6]㊂除船舶动力系统㊁甲板机械㊁舾装设备等配套设备的本土化率超过60%以外,其他配套设备的本土化率普遍较低㊂尾轴密封装置㊁装卸机械泵空压机㊁海水淡化装置㊁通信导航控制系统及电气设备等配套设备主要依赖进口,船用柴油机的二轮配套(配套产品组装所需的零部件配74海洋开发与管理2023年套)能力仍显不足,增压器㊁电子调速器㊁油雾探测器㊁A l p h a注油器㊁电控模块㊁薄壁轴瓦控制系统阀件等部件仍依赖进口㊂与通用配套环节相比,专用配套环节能力较弱,严重依赖进口,关键核心技术尚未攻克或与国外技术差距较大㊂据统计,大型L N G运输船的整船国产配套率只有60%,通导设备㊁高端舱室设备㊁液仓维护系统㊁发动机重件等关键配套设备有95%依赖进口(表6)㊂表6专用配套环节的自主可控程度T a b l e6T h e d e g r e e o f i n d e p e n d e n t a n d c o n t r o l l a b i l i t yi n t h e s p e c i a l i z e d s u p p o r t i n g专用配套类型自主可控类型L N G运输船液仓维护系统缺失环节船用低温材料缺失环节低温液货泵/阀门缺失环节维护系统次屏蔽缺失环节维护系统低温环氧树脂缺失环节豪华邮轮医院区域缺失环节内部甲板敷料缺失环节门锁系统缺失环节娱乐系统缺失环节餐饮设备缺失环节急停系统及安全管理系统缺失环节动力推进系统(吊舱推进)缺失环节海洋油气开发水下生产系统弱项环节水下控制系统弱项环节水下油气处理设备弱项环节钻井包关键设备弱项环节F L N G冷液化技术缺失环节智能油气装备弱项环节水下定位和传感器弱项环节水下特殊配套设备弱项环节4.1.5船海服务环节船海服务环节主要包括标准与认证以及金融与保险2个部分(表7)㊂表7船海服务环节的自主可控程度T a b l e7T h e d e g r e e o f i n d e p e n d e n t a n d c o n t r o l l a b i l i t yi n t h e s h i p a n d s e a s e r v i c e船海服务类型自主可控类型标准与认证潜力环节金融与保险潜力环节近年来,我国逐渐改变被动接受和应用国际海事新规范㊁新规则㊁新标准的状况,开始主动参与I MO有关船舶的新规定㊁新标准(尤其是绿色环保船标㊁船规)的制定或修订,同时加强国内船舶新规范㊁新标准的研究㊁制定或修订,为我国海洋装备业适应国际规则提供支持[7]㊂ 十三五 期间我国向I MO提出提案共107项,主导制定并成功发布船舶行业的国际标准共39项,占同期I S O/T C8国际标准总数的13%[8]㊂然而与其他国家尤其是欧洲国家相比,我国在船海服务领域的主动性与引导性仍不足㊂海洋装备业是资金密集型行业,融资是其发展的重要环节,同时是提高海洋装备业竞争力的关键因素㊂我国海洋装备领域的专业金融机构有30余家[9],海洋保险领域巨头垄断的格局被逐渐打破,越来越多的中小保险公司参与市场角逐㊂同时,保险费率的全面放开给保险公司带来巨大压力,一些保险公司的技术和服务体系还不够完善,在风险防控和管控方面与国际保险业仍有巨大差距,信息交流㊁合作平台仍在逐步搭建,相关法律法规不够完善㊂这些问题在一定程度上制约海洋保险业的发展,亟须在发展过程中逐步解决[10]㊂4.1.6运维环节我国海洋装备业的运维环节呈现两极分化,其中修船环节较强,但配套设备的售后服务环节较弱(表8)㊂表8运维环节的自主可控程度T a b l e8T h e d e g r e e o f i n d e p e n d e n t a n d c o n t r o l l a b i l i t yi n t h e o p e r a t i o na n dm a i n t e n a n c e运维类型自主可控类型修船强项环节售后服务弱项环节目前我国已经成长为全球最大的修船市场, 2021年修船产值超过276亿元,修船完工量近8000艘,分别占全球份额的13.3%和43.2%[11]㊂国内修船产能整体处于供大于求的状态,受国际国内多种因素的影响,市场产能过剩风险进一步增大㊂我国海洋装备企业尤其是配套企业的服务意第12期马蕊,等:我国海洋装备产业链发展需求与战略规划研究75识较弱,加上成本管理等因素,全球服务网络不健全㊂国内船舶配套设备在故障诊断㊁监测与服务保障方面的技术研究和应用成果比较单薄,整体应用的基础环境非常欠缺,导致配套设备故障修复时间长且售后效率低等问题[12]㊂4.2我国海洋装备产业链发展现状目前我国基本形成海洋装备产业链,但仍处于全球产业链中低端,海洋装备业未能在国民经济中发挥应有的作用,还有较大的发展空间㊂4.2.1产业链较为完善我国已具备三大主流船型的研发设计与建造能力,实现系列化与批量化生产;在2022年全球订单的18种主要船型中,我国有12种船型的新接订单量位列世界第一㊂在高技术和特种船舶方面,我国基本具备大型L N G运输船㊁超大型全冷式L N G 运输船㊁汽车滚装船等船舶的设计与建造能力㊂在市场驱动下,我国的动力与机电配套产业规模迅速扩大,基本建成动力机电设备制造和试验验证设施体系,形成相对完整的产业链[5]㊂同时,我国在船舶绿色化㊁智能化技术研究方面也取得一定的进展㊂4.2.2总装建造环节的产业集中度不断提升为应对国际造船企业竞争与推进国内产业整合,国内大型造船集团持续推进行业兼并重组㊂继中国船舶工业集团和中国船舶重工集团陆续通过资产重组整合内部业务后,2019年通过战略性重组成立中国船舶集团㊂我国海洋装备业的分布区域相对集中,总装建造需要的设备在长三角地区都能买到,实现物流成本㊁仓储成本 双低 ,这是其他国家的造船厂无可比拟的优势㊂4.3我国海洋装备产业链存在的问题4.3.1产业链存在弱项环节我国海洋装备产业链的原材料㊁总装建造及通用配套环节较强,但研发设计㊁专用配套㊁船海服务及运维环节均存在弱项,成为制约我国海洋装备业发展的主要 瓶颈 ㊂从配套环节来看,欧洲竞争优势明显,其行业地位在短期内难以撼动㊂通过早期实施的政策及措施,韩国海洋装备配套设备的本土化率超过90%,绝大多数船用配套设备实现国产化,L N G运输船实现实船运用,低速机实现 零进口 ㊂相比而言,我国海洋装备配套设备的品牌竞争力薄弱,系统集成能力及打包供货能力均存在不足㊂4.3.2高价值产品发展不足目前船舶设备制造业的高端产品和品牌主要集中在欧洲造船强国以及日本和韩国㊂从船型结构来看,目前欧洲占据高端市场,日本和韩国占据中高端市场,我国占据中低端市场㊂①欧洲在豪华邮轮㊁客滚船㊁滚装船㊁化学品船等领域一直具有优势,其在高技术㊁高附加值船舶建造领域具有先进的技术和丰富的经验,亚洲船厂在短期内难以超越㊂②液化气船(包括L N G㊁L P G)和高端海工船由韩国和新加坡船厂主导,2022年我国在L N G运输船订单量上有所突破,有5家船厂具有L N G运输船建造能力,但仍不能满足市场需求;我国在超大集装箱船与油轮等船型领域正逐渐赶上韩国和日本㊂③散货船㊁标准油轮㊁集装箱船三大主力船型的主要市场由我国占据㊂4.3.3参与全球海洋治理深度不够,船海服务环节较弱受制于发展阶段与技术水平,我国海洋装备业的发展一度更重视 硬实力 建设,在制造业实业方面投入资源较多,但对与实业密切相关的 软实力 重视不足,在国际公约㊁规则和标准制定以及相关活动方面投入资源较少㊂根据调研结果,除客观原因外,由于对接国际标准的思维方式不同,我国多次错失先机㊂在参与相关国际规则制定时,其他国家写出框架就立即递交申请,待后期讨论时再不断补充和修改;而我国会花大量时间进行内容撰写㊁讨论及修改完善,确保细则准确明晰后再递交申请,但此时许多优先权已被其他国家占据㊂因此,我国在参与全球海洋治理的过程中,除更加重视和积极主动外,还须充分了解国际规则运行机制,从而掌握主动权㊂5我国海洋装备产业链发展战略规划5.1S W O T分析基于我国海洋装备产业链发展现状及存在的问题,结合专家访谈等内容,对我国海洋装备产业链进行S WO T交叉系统分析㊂。
E690海洋平台用钢的高温塑性研究
E690海洋平台用钢的高温塑性研究唐晶;赖朝彬;陈英俊;孙乐飞;刘敏【摘要】在Gleeble-3800热应力-热模拟实验机上对某钢厂生产的E690海洋平台用钢连铸坯进行高温力学性能测试，得到了600~1350℃的高温强度和高温塑形曲线图。
实验结果表明：随着拉伸温度的升高，实验用钢的抗拉强度逐渐降低，高温塑性良好，高塑性区较宽，本实验用钢800~950℃时有一个塑性低谷，为第3脆性区。
金相显微镜和扫描电镜观察得知：本试样钢在1300℃以下范围内以穿晶断裂为主，1300~1350℃时，试样以熔融断裂为主，表明钢的高塑性区范围较宽，高温塑性良好。
%The high-temperature mechanical properties of offshore platform continuous casting steel slabs E690 were tested on thermal stress-thermal simulation device (Gleeble-3800) and the high-temperature strength curve and high-temperature ductility curve from 600 ℃ to 1 350 ℃ was ob tained. Results show that with the increase of stretching temperature, the tensile strength of the experimental samples decreases; the high-temperature ductility becomes better, and the high ductility region gets wider. A ductility trough is observed betwe en 800 ℃ and 950 ℃ which is the third brittle zone. Metalloscope and scanning electron microscope were used to observe the situation of brittle fracture. The results show that transgranular fracture dominates below 1 300 ℃, while melting fracture dominates with the temperature from 1300~1350 ℃, which means that the high ductility region is wide and the high-temperature plastic is fine.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P58-61)【关键词】连铸板坯;E690钢;高温塑性;断口形貌【作者】唐晶;赖朝彬;陈英俊;孙乐飞;刘敏【作者单位】江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州 341000;江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州 341000;新余钢铁集团，江西新余 338000;新余钢铁集团，江西新余 338000;江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TF764E690钢属于低碳微合金化钢，常用于海洋平台的建造，由于海洋平台特殊的工作环境，因此，E690钢在强度、韧性都须达到较高的质量标准.对钢的高温塑性进行研究，就能对它在连铸时的二冷制度确定及优化提供依据，进而对钢的表面质量进行控制，它是影响钢在连铸过程中是否产生裂纹的重要因素之一.连铸坯的质量优劣会显著影响钢材的质量.目前连铸坯生产中存在的质量问题50%以上都是由裂纹缺陷造成的[1]，低碳微合金钢在连铸时常见的质量缺陷有横裂纹和角部裂纹[2].要减轻或避免铸坯裂纹产生，在生产时采取合理的连铸工艺尤其是二冷制度是一个关键手段.要设计合理的连铸工艺，就要对钢种的高温力学性能有充分的认识.本文对某钢厂生产的E690钢的高温塑性进行测试，对E690铸坯裂纹的形成机理进行分析，从而对E690钢连铸生产的二冷制度的确定及对避免铸坯裂纹产生提供理论上的指导.1 研究内容和研究方法1.1 连铸坯试样相关参数本试验采用美国DSI公司的Gleeble-3800热模拟机进行高温拉伸试验.为保证试验结果的可靠性，在连铸坯窄面1/4处取样、并避开距离表面20 cm和距离中心50 cm处，沿拉坯方向取样，取样位置如图1所示.图1 取样位置图Fig.1 Schem atic diagram of sam p ling position从板坯上取下试样后，放到车床上加工成标准样.最终的尺寸为10mm×10mm，试样两端的螺纹为M10 mm×10 mm.试验尺寸如图2，试验用E690钢的化学成分见表1.图2 试样尺寸图Fig.2 Schem atic of tensile specim en表1 试验钢E690的化学成分/w t%Table 1 Chem ical composition of the tested/w t%元素 C Mn Als N Cr Ni含量 0.15 1.09 0.053 0.004 0.53 1.6元素Cu Mo B Nb Ti V含量 0.5 0.535 0.001 7 0.03 0.016 0.0061.2 研究方法试验在600～1 350℃范围内，每隔50℃选取一个温度点进行高温拉伸试验.试验时，在Gleeble试验机内用20℃/s的加热速度将试样加热到1 350℃，并保温1 min促进其均相溶解，然后以3℃/s速度降至试验温度，保温1min，然后以1×10-3/s应变速率拉至断裂.试样拉断后空冷至室温，并测量试样的断面收缩率.实验方案如图3所示.图3 拉伸试验方案图Fig.3 H igh tem peraturem echanical property test process2 试验结果及分析2.1 塑性和强度曲线钢的高温塑性主要依靠钢的断面收缩率来衡量，断面收缩率低，铸坯对裂纹就越敏感，断面收缩率高，铸坯对裂纹不敏感，在连铸生产中就不容易产生裂纹.将试验时、试验后统计并记录的断面收缩率、抗拉强度等数据绘制成曲线，如图4所示.E690钢的断面收缩率在600～900℃范围内从77.71%缓慢降至64%，变化不大；从950℃开始，试样的断面收缩率从68.86%快速升高至1 100℃的90.01%，达到最高；1 150～1 200℃，断面收缩率稳定在76%水平；1 250℃以后，断面收缩率开始显著下降至1 350℃的26.04%，直至1 400℃时，试样的塑性接近于零.断面收缩率是衡量金属高温塑性的重要参数，一般认为断面收缩率高于60%时，铸坯的高温塑性良好，不易产生裂纹；断面收缩小于60%时塑性较差.本试样第3脆性区塑性较好的原因是由于钢中C、N含量低，在晶界析出的碳氮化物的量少，有效抑制了晶粒的粗大化，从而提高了钢的高温塑性.图4 E690钢的高温塑性和抗拉强度曲线Fig.4 Thermop lasticity and strength curves of E690 steel抗拉强度是钢在高温下不产生裂纹的最大允许应力值，是抵抗裂纹产生和扩展能力的体现，钢在连铸过程中，如果某点的应力值超过该点对应的抗拉强度，就会产生裂纹.由图4可知，钢的抗拉强度随温度的升高而降低，600～900℃范围内，抗拉强度从393.11MPa迅速降至 104.73 MPa.900～1 100℃，抗拉强度从104.73 MPa降至33.18 MPa，降幅较大.1 100℃以后，试样抗拉强度降低的速度减小，1 400℃时，抗拉强度降至接近于零.2.2 断口形貌在高温塑性的研究分析中，一般是以断面收缩率60%为标准来区分高塑性区跟低塑性区，但本试样的高温塑性整体较好，若选取60%作为区分高塑性区与低塑性区的标准，将找不到第3脆性区.若将68%作为区分高塑性区与低塑性区的指标，能找出一个类似于第3脆性区的塑性低谷，故本实验选取68%作为标准来区分高塑性区与低塑性区.1）第3脆性区.通过分析试样的塑性曲线，可知800～950℃温度区间内试样的断面收缩率在68%以下.选取900℃拉断试样断口进行分析，从图5（a）中可看出：900℃时，试样的部分区域呈冰糖状，表明此处的塑性较差，此处为沿晶断裂.另外，试样中小部分区域呈韧窝状，表明此处为穿晶断裂，但韧窝较浅.在此温度区间内，试样的断裂机理既有沿晶断裂，也有穿晶断裂，所以试样的断面收缩率在68%以下，但收缩率的最低处较高.第3脆性区形成原因如下：一方面是AlN在钢中析出.另一方面是由于α铁素体在γ→α相转变时，在晶界析出.由于α铁素体强度只有奥氏体的1/4，所以当外力超过α相的临界应力时，裂纹就会长大，最终导致试样沿晶界断裂[3-6].2）塑性良好区.950～1 290℃温度区间为试样的塑性良好区.从塑性曲线上分析，此温度区间的断面收缩率一直位于68%上方，塑性良好.选取此温度区间的1 100℃试样断口进行观察，如图5（b）所示，可观察到断口处分布了大量大小不一，但都较深的韧窝，此时试样为穿晶断裂.在塑性良好区内，试样的塑性良好区内，试样的塑性良好是由于在此温度区间内发生了动态再结晶.在高温下试样形变时晶界迁移，微裂纹的长大被阻止.再结晶新晶粒形成时，晶界在高温应变下发生迁移.在此温度区间内晶界迁移的速度超过晶界滑移，将晶界上的裂纹包含在晶体内[7-8].从而晶界上的裂纹减少，提高了高温塑性.3）第1脆性区.1 290℃～熔点为试样的第1脆性区，在此温度区间内，温度升高，试样的塑性迅速降低.选取此温度区间内的1 300℃试样断口观察，可观察到试样断口处较平滑，且能观察到细小的裂纹，表明此时试样发生了熔化.图5（c）中断口形貌表明此温度区间内试样为沿晶断裂.此温度区间内，O、P、S等元素在晶界富集，在晶界处形成液膜.从而在晶界处形成裂纹，由于裂纹在应变过程中长大，降低了试样的塑性[9].枝晶间的液膜是造成铸坯裂纹的根源.因此，降低钢中O、P、S等元素的含量、并保证坯壳的传热均匀，就能在根源处减少铸坯裂纹、提高铸坯质量[8].图5 E690钢的断口形貌图Fig.5 Fracturem orphologies of E690 steel sam ple drawn at different tem peratures本试样的高温塑性较好的原因是由于钢中的C、N含量低及在钢中加入了微量的Ti.根据倪有金等的研究，奥氏体晶界铁素体大量析出AlN，在晶粒间形成空洞，造成钢的高温塑性降低[10].钢中含少量的Ti、Nb能抑制MnS和AlN在奥氏体晶界析出，从而改善钢的高温塑性.Ti的微合金化能明显改善钢的高温塑性.根据Suzuki等的研究，Ti在微合金状态下，能使析出位置有原奥氏体晶界变为奥氏体晶粒内部，对钢的高温无不良影响[11-18].综上所述，本试样由于在高温时析出了TiN，减少了AlN析出，对钢的高温塑性有所改善，使得本试样的高温塑性较好.图6所示为析出物的形态及EDAX能谱分析.图6 析出物的形态及EDAX能谱分析Fig.6 Form of a p recipitate and EDAX energy spectrum analysis铸坯裂纹是在通过结晶器时，产生于枝晶晶界的液膜，温度处于第1脆性区.在冶炼时降低O、P、S的含量，就能阻止裂纹的生成.在钢坯矫直时避开第3脆性区，裂纹产生概率降低，铸坯质量提高.3 结论1）E690海洋平台用钢的高温塑性较好，800～950℃时，试样有一个塑性低谷，为第3脆性区.2）950～1 100℃温度范围内，由于发生了动态再结晶，试样的塑性明显升高.3）1 290℃后，由于晶界处形成液膜及晶界处有硫、磷等低熔点杂质，试样沿晶界开裂，试样的塑性显著下降.4）为保证E690海洋平台用钢的高温塑性，生产中，矫直温度应在950～1 000℃.参考文献：[1]蔡开科，常紫九.连铸钢高温力学性能专集[J].北京科技大学学报，1993，（增刊 2）：38～52.[2]黄欣秋.弯月面的热分析-评价板坯表面质量的工具[J].宽厚板，2001，7（6）：40～40.[3]袁慎铁，赖朝彬，陈英俊，等.460MPa级海洋平台用钢的高温塑性研究[J].有色金属科学与工程，2014，5（1）：37-41.[4]袁慎铁，赖朝彬，陈英俊，等.含铌、钒、钛EQ47海洋平台用钢的高温塑性研究[J].有色金属科学与工程，2014，5（2）：52-56.[5]刘青，张建峰，张晓峰，等.合金弹簧钢连铸坯高温力学性能分析[J].重庆大学学报，2013，36（5）：44-50.[6]李建华，吴开明，邱金鳌.预应变对Nb微合金化09MnNiDR低温钢高温塑性的影响[J].材料工程，2012（11）：82-91.[7]常桂华，曹亚丹，吕志升，等.连铸坯的高温力学性能分析[J].鞍钢技术， 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steel[J].The Iron and Steel Institute of Japan International，2005，45：388-391.。
海水环境中铸造双相不锈钢的腐蚀行为研究
表 3 试验材料在全浸区的腐蚀结果
Table 3 Submerged zone corrosion result of the cast duplex stainless steel
材料牌号
腐蚀率/(μm·a-1)
青岛 最大点蚀深度/mm
最大缝隙腐蚀深度/mm
腐蚀率/(μm·a-1)
三亚 最大点蚀深度/mm
化学因素
物理因素
生物因素
溶解的气体、如溶解氧、二氧化碳
流速
生物污损
化学平衡
空气泡
硬壳型或无硬壳型
盐度
悬浮泥沙
迁移和半迁移型
PH值
温度
氧的产生和消耗
碳酸盐溶解度
压力
二氧化碳的产生和消耗
动物的活力
腐蚀介质中溶解氧、二氧化碳增加，腐蚀速度增 加；盐度对腐蚀的影响有一极大值；温度升高，腐蚀 速度增加，如在热带或亚热带航行的船舶的腐蚀较北 方海域航行的船舶严重；流速的增加可以增加腐蚀， 尤其是含有较多悬浮物泥沙时，在这一海域航行的船
Research on the Corrosion Behavior of Cast Duplex Stainless Steel in Seawater Environment
MIN Zheng-qing1, OU Jia-cai1, LIANG Cheng-wei1, HAN Dong-rui2 (1. Hunan XEMC Changsha Pump Casting Works Co., Ltd., Changsha 410600, Hunan, China; 2. Qingdao
在三亚全浸区的腐蚀比青岛全浸区的腐蚀严重，除超
从表 3 腐蚀数据看：超级双相钢 CE3MN 在青岛和 级双相钢 CE3MN 外，其余三种双相钢在三亚全浸区均
回火热处理对460MPa级海洋平台用钢板性能影响研究
Ｋｅｗ ｒｓ Ｓ ｅ ｆ ｆｈｒ ｐａｏ ， ｏ ａｂｎｂｉｉ ｔ ｌ Ｑ＋Ｔｐｏｅｓ ｙ ｏ ｄ ｔ ｌ ｒ ｓｏｅ ｌ ｒ Ｌｗ ｃｒ ａ ｔ ｓ ｅ， ｅ ｏ ｏ ｔｍ ｆ ｏ ｎｅ ｅ ｒｃｓ
０ 前 言
１ １ 成分 设计 ．
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ４ ０ ＭＰ ｒｄ ｌｔ ｉ ｉｋ ｅ ｓ ｏ ０ ｉｌ ｏ ｆ ｈ ｒ ｌ ｔ ｒ ｗ ｉｈ ｍｅ ｔ ｅ ｓａ ｄ ｒ ｒ ｓｒ ｃ ｈ ６ ａ ｇ ａ ｅ ｐ ａｅ ｗ ｔ ｔ ｃ ｎ ｓ ｆ５ ｎｎ ｆ ｒｏ ｓ ｏ ｅ ｐ ａ ｏ ｍ ｈ ｃ ｅｓ ｔ ｔｎ ａ ｄ ａｅ ｈｈ ｆ ｈ
Ｃ Ｓ ｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ Ｃｒ Ｍｏ、 Ｎｂ Ｖ、 ｉ 、 Ｎｉ 、 ｒ ｒ
结 构钢材 基本 实 现 了 国产化 ， 占据 了海 洋 工程 并
用钢量的 ９ ％， ０ 但更高强度级别产品尚未大规模 应用。本文将低碳贝氏体钢与调质工艺相结合 ，
开发 ４ ０ＭＰ 级 海洋 平 台用 钢 ， ６ ａ 研究 了 回火 工艺 对其 组织 和性 能 的影 响 ， 低强 度 级别 调 质 钢 的 为
Ｉ ｖ ｓｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｆｅ ｔ ｏ ｍ ｐ ｒ ｎ ｅ ｔ ｅ ｔ ｏ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｎ Ｅｆ ｃ ｆ Ｔｅ ｏ ｅ ｉ ｇ Ｔｒ ａ ｍ ｎ ｎ
Ｐｒ ｐ ｒ ｉ ｓ ｏ ６ Ｐａ Ｇｒ ｄ ａ ｅ ｏ ｆｓ ｏ ｅ Ｐｌ ｔｏ ｍ ｏ ｅ ｔｅ ｆ４ ０ Ｍ ａ ｅ Ｐｌ ｔ ｓ ｆ ｒ Ｏｆ ｈ ｒ ａ ｆ ｒ
生产 提供 了一 条思路 。
１ 生产 工艺
≤Ｏ １ ≤０ ５ ≤ １ ５ ≤Ｏ ０ ２ ≤０ ０ ５ ．４ ．０ ．０ ．ｔ ．０
Ａ ，ｗ ｉ ｈ ｅ ｓ ｅ ｈ ｐｉ ｌｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｒ ｐ ｒ ｅ ｄ ｏ ｔｉ ｏ ｄ ｐ ｐ ｒ ｔｈ ｉ ｄ ｒｒ ｇ ｍｐ ｒ ｇ ｈ ｃ ｎ ｕ ｓｔ ｅ ｏ ｔ ｒ ｍａ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ａ ｂ ａｎ ａｇ ｏ ｒ ｅ ｔ ｍａｃ ｎ ａｗ ｅ ａ ｅ ｏ ｔ ｉ ｎ ｏ ｙ ｉ ｎ ｆ ｅ ｅ ｎ ｉ
《船舶与海洋工程》2019年第35卷总目次
NA V AL ARCHITECTURE AND OCEAN ENGINEERING 船舶与海洋工程2019年第35卷第6期（总第130期）《船舶与海洋工程》2019年第35卷总目次论文题名作者（期·页）综 述钻井支持平台辅助张力腿平台联合作业应用 ·····························杜仲，刘永刚，毕铁满，李伟，王金光（3·1）浅水效应对船舶的影响及经验估算方法 ···················································································张伟（3·6）深水航道桥梁防船撞方法 ·····································································································陈国虞（5·1）设计与研究邮轮船体的总纵弯曲强度分析 ···············································陆春晖，师桂杰，彭文科，郑刚，顾雅娟（1·1）双层底肋板贯穿孔孔边应力数值仿真分析 ························································丁运来，王为，柯力（1·7）锥面边界球冠有机玻璃观察窗应力及试验 ····································································杨青松，姜磊（1·12）空爆下强力甲板损伤变形后舱段剩余极限强度分析 ············································许皓然，张世联，李聪（1·18）小型液化气船结构设计 ····································································常世伟，娄春景，张伟，王智远（1·25）油田守护船减摇水舱设计 ·····································································································张亚明（1·31）基于Retinex算法的水面无人艇海天线检测方法 ················································王传龙，马善伟，屈崇（1·38）海工辅助船可控被动式减摇水舱设计 ··················································唐伟炜，刘子晴，陈爱国，盘茂燕（2·1）艉锚装置人字架结构优化 ·········································刘玉超，任慧龙，呼文佳，刘剑飞，刘浩，刘邦威（2·5）某型客船简化撤离分析应用 ··································································································王中华（2·11）深水导管架上部模块浮托安装过程疲劳分析 ·············································································欧阳雄（2·18）挂舵臂外形改进 ·················································································································陈月松（2·25）380t舵叶安装平台总体设计 ·········································································李欣，周颎，张权（2·29）直叶桨在科考调查船上的应用 ·······························································································张红兵（3·13）5000t起重铺管船总体布置设计 ·················································································高飞，胡敏（3·19）焊接初始缺陷对海洋平台横撑极限强度的影响 ······························································崔震，陈震（3·24）水下自浮式隔水舱技术 ················································································符方超，蔡长松，郝静（3·30）船用钢板锚在细沙中的啮土性能分析 ······································李栓，倪福生，袁婉清，徐立群，施舜铠（3·35）基于深层搅拌工法的海上基础加固施工设备 ·············································································谢继伟（3·39）机舱分散式诱导通风系统设计 ·······························································································杨勇（3·43）大型全悬挂舵几何要素值的选取 ····································································管庆祥，王海波，张黎（3·48）液压千斤顶抬浮力打捞船设计 ···················································································李兵，刘玉坤（3·53）舵套筒形式的全悬挂扭曲舵设计 ························································张黎，王海波，管庆祥，王运才（4·1）阿芙拉型成品油船的振动性能分析与实测响应对比 ············································王铭，付佳，盛利贤（4·7）某L型片体小水线面双体船总体性能 ······················································································陈登（4·13）II 船舶与海洋工程2019年第6期600FEU冷藏集装箱船货舱通风 ·················································································马幽雅，徐麟（4·19）380t舵叶安装平台有限元分析和结构优化 ························································焦玲玲，盛利贤，李欣（4·24）船舶动力定位的快速模型预测控制算法 ···················································································钱蔚鑫（4·28）渔船与桥墩碰撞的影响因素分析 ····································································宋博文，毕跃文，张兆德（4·34）基于板壳模型的减摇鳍鳍翼水力负荷结构分析 ······································魏建庆，操安喜，金永兴，付崇博（5·8）深海装备的静水压力试验技术 ·······································································张海龙，钟国睿，朱志伟（5·14）海洋修井机井架应力测试工装设计和应用 ················································································张士超（5·20）某型大开口多用途船改型设计 ···················································································马民，金杨波（5·25）载人潜水器艉轴穿舱密封技术 ···························································许可，曹海健，王瑞，范华涛（5·29）改进复合权重TOPSIS法在船型综合评价中的应用 ·············································张明霞，姜哲伦，徐晓丽（5·34）拖曳系统变速拖曳的振动响应 ·······························································································王志博（6·1）漂浮式风力机非定常气动特性分析 ·································································林易，李晔，段磊（6·8）船舶尾气污染物排放监控系统设计 ·············································································卓婧，黄晓峰（6·15）轮机与辅机远洋船舶NO x废气处理系统SCR选型及实船安装 ·························································殷华兵，王伟彬（1·43）SO x和NO x减排技术在液化气船上的应用 ························································周鑫元，张佩蕾，王开（2·34）33000t化学品船液货二次加热系统设计 ··················································································曹云（2·40）船舶管路膨胀弯设计 ·······························································································曹云，邵凯（3·57）自主品牌船用低速柴油机燃油喷射技术 ·······································································文李明，张志勇（3·60）船用风管旁通控制空调系统 ··································································································杨勇（4·39）超大型双燃料集装箱船燃气供给系统应用研究 ··················································徐岸南，田大冰，宋丽君（5·43）中小型耙吸挖泥船动力配置 ··········································································易辉，安超，全向宏（6·19）船用柴油机余热发电透平内部流场分析 ·······································································宋杨，彭杰伟（6·23）电气与自动化变频系统应用设计 ······················································································王克虎，田庆明，陈霖（1·51）直升机甲板电气系统设计 ·························································································王克虎，杨雪莲（2·44）船舶机舱光环境仿真 ···························································朱煜，杨骏，王杰，张红伟，朱明华（4·42）海洋工程危险区域空气隔离间设计 ·································································杨典，薛庆伟，陆春霞（4·48）喷水推进倒航系统预测控制 ······································宋晨维，林辉，秦飞龙，周冠泽，谢海川，袁景淇（5·48）超大型液化石油气船再液化装置控制设计 ························································杨森，范璠，张明耀（5·53）基于模糊PID控制的海洋绞车排缆系统 ···············································黄良沛，常进杰，邹东升，寇煜（6·29）超大型液化石油气船液货监控功能设计 ···························································杨森，杨军，范璠（6·36）规范与标准新造船有害物质清单编制 ·············································································崔清臣，孙龙，王飞（4·53）通风与相关专业间的影响及处理方法 ··········································································李爱华，戴辉阳（5·60）SOLAS 2020对客滚船设计的影响 ··································································李宏伟，王冬，郑宏宇（6·43）《船舶与海洋工程》2019年第35卷总目次III 工艺与材料三维激光扫描技术在船用水火弯板测量中的应用 ···········赵华，厉梁，李存军，王海荣，张英，叶贤槐（1·55）加强筋薄板船体结构的焊接失稳变形预测与控制 ···············································王江超，易斌，周宏（1·58）激光焊在船舶行业的应用 ·············································································周飞，张御宇，沈军（2·48）柔性管用玻纤增强聚丙烯复合板缺陷无损检测 ······································张学辉，乔英杰，徐宏涛，刘瑞良（2·54）大型FPSO模块安装的精确定位方法分析 ············································刘传辉，石亮，薛玉辉，徐大才（2·59）半潜起重平台双吊联合吊装方式对比 ··················王金光，徐立新，胡琦，ZHOU Joe，黄凯，INDRA Datta（2·62）108m打桩船在超长超重钢管桩施工中的应用 ···········································································金晔（2·67）深水海洋工程船船台建造半拖技术 ·································································尹龙，于福友，孙鸣远（3·65）气垫船压力测试规程 ·······························································································袁超，孙宏坤（3·69）基于焊接反变形的20000TEU船艉轴管圆度控制 ··························································郑国栋，熊涛（4·57）船舶吊装设计成本控制 ····························································································王鸿昊，张楠（4·62）超疏水亲油材料的开发及其油水分离性能研究 ··························李存军，张英，赵华，王海荣，厉梁（4·65）380t舵叶安装平台精度控制工艺研究及应用·······························································陈风，田小雄（5·65）船舶制造焊接机器人应用关键技术 ·····················································喻军，王羽泽，李超，赵佳文（6·49）信息技术船体生产设计异构数据协同与统一数据源 ························································钱怀宇，蔡璐，冷久平（1·64）基于3DEXP的管系L2P关联设计技术 ················································李吉，朱明华，杨义干，唐能（6·54）大型海工平台三维可视化装配工艺设计 ·······················郭亮，贾涛，邱成国，田大肥，孙新涛，南福郑（6·60）管理现代化基于三维体验平台的船体结构出图技术研究 ·········································邹梦瑶，吴立，王充，管伟元（1·70）大型集装箱船系固校核系统的研发与应用 ················································································胡敏（1·75）基于三维体验平台的船舶设备位置驱动与布置 ······································邹梦瑶，管伟元，王充，吴立（2·72）造船企业生产场地资源能力测算 ····························································································金宇恒（3·73）FMEA在设计项目风险管理中的应用 ··········································································储年生，王学志（4·69）电煤船运码头扩建项目经济性评价模型 ···················································································王伟利（4·73）曲面分段零部件托盘物流跟踪技术 ·····················································伍朝晖，胡诚程，王宣平，俞峰（5·69）船舶零部件分道物流管控技术 ·······································································刘巧媚，沈爱华，曹恒玲（5·73）深水海底管道应急救援系统建设方案分析 ················································································王喆（6·66）信息与统计2018年上海建造完工主要民用船舶主尺度要素表 ·················································································（1·80）《船舶与海洋工程》2019年第35卷总目次························································································ （6·Ⅰ）。
高温高压深层粘塑性泥岩综合提速技术
32A B j.杆技2018年•第2期高温高压深层粘塑性麟综合碰技术◊中海油服油田生产事J k部湛江作业公司杨勇中海石油（中国）有限公司湛江分公司罗鸣邓文彪韩成李文拓为了提高南海西部地区莺琼盆地高温高压井钻井速度，加快我国海上高温高压勘探 开发进程，开展了高温高压深层泥岩综合提速研究。
通过高温高压地层破岩机理研究及分析钻井速度因素，总结造成机械钻速低的根本原因，并针对研究区块泥岩盖层地质特点，针对性地提出从钻井液性能优化、近平衡钻井、液力提速马达应用和钻头优化等方面进行提速，基本形成一套高温高压深丼综合提速技术。
该技术经过多口井现场应用，取得显著效果，同比机械钻速提高了约1.92倍，作业周期降低了43%,成本也降低了近43%,减少了井下复杂情况发生率并提升作业效率，保障了南海高温高压气藏的勘探开发优快发展，可进一步在类似区域推广实用。
南海西部地区莺歌海和琼东南盆地（简称莺琼盆地）广泛 存在高温高压喷，是目前世界海上三大高温高S M：之一a'随着高温高压气藏勘探工作的不断深入，高温高压气田的勘探 逐步由东方区域向崖城、陵水区域拓展，近年来高温高压井完 钻井深更深，井底压力系数更高，进入高压地层以后，机械钻 速极低。
特别是目的层上部大套无渗透能力且岩塑性很强的泥 岩盖层，同时高密度钻井液的压实效应，较低的机械钻速不仅 使钻井作业进程缓慢，而且还会带来众多的次生风险，比如钻 井液性能恶化、井下钻具疲劳损坏、套管磨损严重等问题，甚 至造成井壁失稳、井漏、井喷及钻具事故等，如YC某1井 311.15 mm井段整体平均机械钻速3.25 mTh,造成套管被严重磨 损磨穿，共发生五次断或刺钻具的情况。
钻井提速不仅关系到 高温高压井降本增效，更是关系到高温高压井作业安全的大事。
为了提高高温高压深层泥岩整体机械钻速，笔者首次系统 地分析了造成莺琼盆地深层高压泥岩地层机械钻速偏低的本原 因，并最终形成了一套“高温高压深井综合提速技术”。
一种海洋工程用高强高耐蚀铜合金及其制备方法[发明专利]
![一种海洋工程用高强高耐蚀铜合金及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9268d413770bf78a64295431.png)
专利名称：一种海洋工程用高强高耐蚀铜合金及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：周延军,宋克兴,杨冉,宋正成,国秀花,杨少丹,张彦敏,赵思敏,郜建新,张学宾,王旭,赵培峰,刘亚民,郭保江申请号：CN201711098252.2
申请日：20171109
公开号：CN107858555A
公开日：
20180330
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种海洋工程用高强高耐蚀铜合金及其制备方法。
该铜合金由以下重量百分含量的组分组成：Ni 6‑12％，Al 1‑7％，Fe 0.5‑2.5％，Mn 0.5‑2.5％，余量为铜及不可避免的杂质。
本发明提供的海洋工程用高强高耐蚀铜合金，通过微合金化手段，在铜基体中添加Ni、Al、Fe、Mn 多种合金元素，其中Ni能够改善铜合金的耐蚀性能和屈服强度，Al能够与Ni产生NiAl强化相提高合金的力学性能，Fe和Mn提高合金的强度和抗冲刷腐蚀能力，在上述多种元素的协同作用下，不仅提高了铜合金的强度，同时大幅提高了合金的耐海水腐蚀性能。
该铜合金简化了合金元素组成，减少了镍的使用量，降低了生产成本。
申请人：河南科技大学
地址：471003 河南省洛阳市涧西区西苑路48号
国籍：CN
代理机构：郑州睿信知识产权代理有限公司
代理人：张兵兵
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具有优异韧性390MPa级低温船用钢及其制造方法[发明专利]
![具有优异韧性390MPa级低温船用钢及其制造方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/fa23d2cc58fb770bf68a5550.png)
专利名称：具有优异韧性390MPa级低温船用钢及其制造方法专利类型：发明专利
发明人：周成,叶其斌,严玲,敖列哥
申请号：CN201210560340.0
申请日：20121221
公开号：CN103882297A
公开日：
20140625
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种具有优异韧性390MPa级低温船用钢，C：0.05～0.12%，Si：0.08～0.30%，Mn：1.0～1.40%，P：≤0.01%，S：≤0.01%，Als：0.01～0.05%， Nb：0.02～
0.04%，Ti：0.005～0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质；第一阶段开轧温度1050～1100℃，总压下率≥60％，终轧温度900～940℃；第二阶段开轧温度850～900℃，总压下率≥60％，终轧温度790～880℃；先采用冷速为大于30℃/s的超快速冷却，然后进入冷速为大于10℃/s的层流冷却，返红温度580～640℃；终冷温度控制在500～630℃，后空冷至室温。
申请人：鞍钢股份有限公司
地址：114021 辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区内
国籍：CN
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船板钢在海洋环境下腐蚀研究进展
21 世纪是属于海洋的世纪, 海洋环境下使用的工程材料是 合理有效利用海洋资源的关键[1] 。 然而, 世界各国每年因腐蚀 造成的直接经济损失约占其国民生产总值的 2% ~ 4% , 其中海 洋腐蚀的损失约占总腐蚀的三分之一[2] 。 我国幅员辽阔, 大陆 海岸线长达 1郾 8 万多公里, 拥有 300 多万平方公里的海域。 海 洋环境中含有大量的氯离子, 因此舰船很容易被腐蚀, 据统 计, 我国海 军 舰 艇 防 腐 维 修 费 用 每 年 超 过 15 亿 元 人 民 币。 21 世纪是一个快速发展的世纪, 船舶更加大型化、 高速化, 而 船板钢在海洋中的腐蚀问题越来越严重。 为了保证船舶的安全 航行和使用的可靠性, 船板钢的开发不仅需要从强度、 韧性、 疲劳性能和焊接性能做出全面的考虑, 同时在耐腐蚀性能方面 也提出了更高的要求[3-5] 。
关键词: 船板钢; 海洋腐蚀; COMSOL Multiphysics; 神经网络
摇 中图分类号: O6-1
摇 文献标志码: A
文章编号: 1001-9677(2019)13-0033-05
Research Progress on Corrosion of Shipboard Steel in Marine Environment*
Abstract: With the upsizing of ships, ship plate steel is widely used in ships郾 The ship plate steel is often exposed to marine atmospheric environment and immersed in the seawater environment郾 The study on the corrosion behavior of ship plate steel in marine environment is of great significance to the research and development of new ship plate steel郾 The research progress on corrosion behavior of shipboard steel in marine atmosphere and seawater environment at home and abroad was mainly introduced, as well as the thinking of corrosion prediction of shipboard steel based on software simulation method, and the future research and development direction of shipboard steel were prospected郾
超高性能海水海砂混凝土性能的影响因素试验研究
超高性能海水海砂混凝土性能的影响因素试验研究作者：朱德举李龙飞郭帅成来源：《湖南大学学报·自然科学版》2022年第03期摘要：本研究分析了制備超高性能海水海砂混凝土（Ultra-high Performance Seawater Sea-sand Concrete，UHPSSC）的影响因素及其性能优化.首先采用正交试验，探究了水胶比、砂胶率、硅灰掺量及粉煤灰掺量对UHPSSC力学性能及流动度的影响，并得到了最优配比.基于最优配比，分别研究了纤维种类和体积掺量对UHPSSC力学性能的影响，包括短切聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、玄武岩纤维、耐碱玻璃纤维、超高分子量聚乙烯纤维及钢纤维.结果表明：对UHPSSC 流动度、抗折强度和抗压强度影响最大的因素分别是水胶比、水胶比和粉煤灰掺量，综合力学性能和流动度得到的最优配比为每立方米混凝土的水泥用量为491kg，硅灰用量140 kg，粉煤灰用量为70 kg，用水量112 kg，海砂用量 631kg.其中钢纤维对UHPSSC力学性能的提升效果最为显著.关键词：超高性能海水海砂混凝土;正交设计;抗折强度;抗压强度;短切纤维中图分类号：TU528 文献标志码：AResearch on Influence Factors of Performance ofUltra-high Performance Seawater Sea-sand ConcreteZHU Deju1，2†，LI Longfei1，2，GUO Shuaicheng1，2（Key Laboratory for Green & Advanced Civil Engineeringmaterials and Application Technologyof Hunan Province，Hunan University，Changsha410082，China;2.College of Civil Engineering，Hunan University，Changsha410082，China）Abstract：The study investigated the influence factors of the ultra-high performance seawater sea-sand con-crete（UHPSSC）， and optimized its overall performance.The orthogonal experiments were first conducted to study the effects of water binder ratio， sand binder ratio， silica fume content and fly ash content on themechanical properties and fluidity of UHPSSC， and the optimalmix design is obtained.Then， based on the optimalmix proportion from the orthogonal test，the effects of volume fraction and short-cut fiber type on themechanical properties of UHPSSC were studied， including polypropylene fiber， polyvinyl alcohol fiber， basalt fiber， alkali resistant glass fiber， ultra-highmo-lecular weight polyethylene fiber and steel fiber.The results show that the most influential factors on the fluidity， the flexural strength and the compressive strength are water binder ratio， water binder ratio and fly ash content.Based on the comprehensive evaluation ofmechanical performance and flowability， the optimizedmix design is the dosage of cement，silica fume， fly ash， water and sea sand per cubicmeter of concrete is491kg，140 kg，70 kg，112 kg and 631kg， respectively.meanwhile， the enhancing effect of steel fiber on themechanical performance of UHPSSC ismost ob-vious.Key words：ultra-high performance seawater sea-sand concrete;orthogonal design;flexural strength;compres-sive strength;short fiber我国建筑用砂主要来源于河砂，随着城镇化建设的推进，建筑用砂的需求量也将持续增加.目前，中国砂石产量约占世界总产量的35%，预计2030 年可达 2.5×1010 t[1].我国将面临河砂枯竭的困境，因此迫切需要找到河砂的替代品.据不完全统计，中国海砂资源约2×109 t，开采条件良好[2].另外，沿海地区具有丰富的海水资源，如果能利用海水和海砂替代淡水和河砂制备混凝土，这将带来巨大的经济效益.近年来已有利用海砂替代河砂制备混凝土方面的研究，发现海水海砂混凝土中钢筋会加速锈蚀[3]，而且其氯离子结合能力、抗氯离子扩散能力、干燥收缩等会显著影响工程结构的耐久性.众所周知，超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，UHPC）具有超高强度、优良韧性[4]的同时，还具有均匀致密的微观结构和优异的抗渗性能，这有助于抵抗海水的腐蚀和制约钢筋的锈蚀等.采用海水海砂代替淡水石英砂制备UHPC，将有效避免淡水资源的消耗以及河砂资源开采造成的河床环境破坏，产生巨大的生态效益，将促进UHPC在沿海地区的推广使用.倪博文等[5]研究了纤维对海砂超高性能混凝土力学性能的影响，结果发现：钢纤维体积掺量为1.5%时，其具备较高的抗压和抗折强度.王越洋等[6]提出了不同海砂颗粒级配对UHPC 性能影响不一的观点，结果表明：0.00～0.15mm粒径段海砂加剧流动度损失;0.15～0.30mm粒径段海砂有利于提高抗压强度;0.60～1.18mm粒径段海砂对抗压强度和抗折强度均不利.Li 等[7]发现海水增强了水泥和矿渣的早期强度发展以及矿渣的水化过程.Teng 等[8]已制备出了强度达180mPa的UHPSSC，并得出了海水和海砂的使用会小幅降低UHPSSC的和易性、密度和弹性模量，对早期强度有一定的提高，但7 d及以上龄期的强度会略有下降的结论.此外，已有学者使用河砂[9]、回收的碎玻璃[10]、铁尾矿[11]、重金石[12]、花岗岩[13]和铜渣[14]等制备UHPC.大量研究结果表明在UHPC中掺入纤维，可显著提高混凝土的韧性和延性[15]，其性能与纤维掺量、弹性模量、断裂强度等力学性能及纤维表面特性有直接关系[16-17].本研究使用原状海砂和人工海水制备 UHPSSC，采用正交设计，系统分析了水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量对UHPSSC 流动度、抗折强度和抗压强度的影响，并研究了短切聚丙烯纤维（Polypropylene Fiber，PPF）、聚乙烯醇纤维（Polyvinyl Alcohol Fiber，PVAF）、玄武岩纤维（Basalt Fiber，BF）、耐碱玻璃纤维（Alkali Resistant Glass Fiber，ARGF）、超高分子量聚乙烯纤维（Ultra-highmolecular Weight Polyethyl-ene Fiber，UHMWPEF）及钢纤维（Steel Fiber，SF）对UHPSSC在80℃蒸汽养护48h后抗折强度和抗压强度的影响.1试验测试1.1试件制备采用“ 南方牌”P·O42.5 级普通硅酸盐水泥 ;硅灰 SiO2 质量分数为97%以上，比表面积大于18 000m2/kg;粉煤灰为普通Ⅱ级粉煤灰;胶凝材料的主要化学成分如表1所示;海砂取自山东青岛，堆积密度为1460 kg/m3，表观密度2 610 kg/m3，压碎值3.1%，含泥量1.6%，氯离子质量分数为0.012%，硫酸根质量分数为0.11%，贝壳质量分数为1.85%，筛出粒径1.18mm以下的颗粒，级配如表2所示;人工海水根据美国 ASTmD-14 标准配制，成分如表3所示;减水剂为西卡公司生产的聚羧酸型高效减水剂，性能指标如表4所示;短切纤维性能如表5所示.本试验配合比设计采用正交设计，如表6所示，以水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量为研究变量，变量取值范围参考文献[18]，固定减水剂掺量为2%，消泡剂掺量0.8%，其中水胶比、减水剂掺量和消泡剂掺量为其与胶凝材料的质量之比.先将胶凝材料和海砂干料倒入砂浆搅拌机低速干拌3min，随后进行翻倒搅拌，缓慢加入水和减水剂低速搅拌3min，然后进行二次翻搅，高速搅拌 2min至拌合物均匀.测完流动性后进行浇模，试模尺寸为40mm×40mm×160mm，并在振动台振动1min，随后养护 24 h后拆模，进行标养.对于掺加纤维的试件，利用正交试验筛出的最优配比，即每立方来混凝土水泥用量为491kg、硅灰用量140 kg、粉煤灰用量 70 kg、用水量112 kg、海砂用量 631kg.纤维体积掺量分别为0.1%、0.2%、0.3%，纤维种类为PPF、PVAF、BF、ARGF、UHMWPEF、SF.形成浆体以后，边搅拌边撒入纤维，搅拌 8～10min 至拌合物均匀，拆模后在80℃下蒸养48 h，随后冷却至室温进行性能测试.1.2 测试方法新拌 UHPSSC的流动性测试参照《水泥胶砂流动度测定方法》（GB/T 2419—2005），强度试验参考《水泥胶砂强度检测方法》（GB/T17671—1999），文中的强度结果为測试的平均值.本试验中试件尺寸为40mm×40mm×160mm，而《混凝土物理力学性能试验方法标准》（GB/T 50081—2019）中抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×150mm，抗折强度试件尺寸为150mm×150mm×550mm，由于尺寸效应，采用水泥胶砂的强度试验方法较混凝土力学性能试验方法所测得的抗折强度和抗压强度偏高.对于正交试验，设计了4 因素4 水平的方案，分别探究了水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量对UHPSSC 流动度及抗折强度和抗压强度的影响，在试验中，每组试验均在同一条件下进行，不考虑各因素之间交互作用.为保证试验结果的可靠性，每组试验重复进行3次.利用因素指标法，采用公式（1）根据对应指标平均值确定各因素各水平取值.参照文献[19]中的极差分析法，采用公式（2）分别求出各因素平均值极差，根据极差大小，判断各因素的影响程度，判断原则为：极差越大，所对应因素越重要;极差越小，所对应因素对试验影响越不显著.式中：xi为各因素在各水平下测试值;x为各因素在该水平下试验结果的平均值;Ri为各因素在该水平下试验结果极差;xi为各因素在该水平下试验结果.2 结果与讨论2.1正交设计试验对UHPSSC性能的影响2.1.1对流动度的影响图1给出了不同水胶比、砂胶率、硅灰掺量及粉煤灰掺量对UHPSSC 流动性的影响.随着水胶比的增大，UHPSSC 流动度持续增大，在0.18 到0.20 阶段增幅较大，极差 R1为96.7mm，这与水胶比对普通UHPC流动度影响效果较为一致[20]，但UHPSSC 流动度降幅更大.而随着砂胶率从0.8 增长到1.1，UHPSSC 流动度越来越小，降幅在1.0 到1.1阶段较小，极差 R2为20.3mm.随着硅灰掺量从10% 增大到 25%，UHPSSC 流动度先增加，随后迅速降低，这是因为硅灰掺量较低时，不能充分填充到水泥细小颗粒之间，因而能保持较高的流动度，而随着掺量的增加，填充到水泥颗粒之间的硅灰越来越多，使得流动度下降明显，在硅灰掺量为15%时，流动度达到最高，极差 R3为39.3mm.随着粉煤灰掺量从10% 增大到 25%，UHPSSC 流动度差别不大，在粉煤灰掺量为20%时，流动度达到最高，极差 R4为4.0mm.这是因为粉煤灰为表面光滑的球状颗粒，虽然其滚珠效应能改善混凝土的流动性，但在较低掺量下对流动度影响并不明显，而普通UHPC的流动度则随着粉煤灰掺量的增加逐渐降低[18].由于R1>R3>R2>R4，故而对UHPSSC 流动度影响的显著性依次为：水胶比>硅灰掺量>砂胶率>粉煤灰掺量.而对普通UHPC流动度的影响也具有相似的规律，在一定范围内，随着水胶比降低，流动性也逐渐减小，而且主要影响因素也是水胶比[21].最优配比方案为：每立方米混凝土水泥用量499 kg，硅灰用量115kg，粉煤灰用量153 kg，用水量169 kg，海砂用量 614 kg.倪博文等[5]研究了纤维对海砂超高性能混凝土力学性能的影响，结果发现：钢纤维体积掺量为1.5%时，其具备较高的抗压和抗折强度.王越洋等[6]提出了不同海砂颗粒级配对UHPC 性能影响不一的观点，结果表明：0.00～0.15mm粒径段海砂加剧流动度损失;0.15～0.30mm粒径段海砂有利于提高抗压强度;0.60～1.18mm粒径段海砂对抗压强度和抗折强度均不利.Li 等[7]发现海水增强了水泥和矿渣的早期强度发展以及矿渣的水化过程.Teng 等[8]已制备出了强度达180mPa的UHPSSC，并得出了海水和海砂的使用会小幅降低UHPSSC的和易性、密度和弹性模量，对早期强度有一定的提高，但7 d及以上龄期的强度会略有下降的结论.此外，已有学者使用河砂[9]、回收的碎玻璃[10]、铁尾矿[11]、重金石[12]、花岗岩[13]和铜渣[14]等制备UHPC.大量研究结果表明在UHPC中掺入纤维，可显著提高混凝土的韧性和延性[15]，其性能与纤维掺量、弹性模量、断裂强度等力学性能及纤维表面特性有直接关系[16-17].本研究使用原状海砂和人工海水制备 UHPSSC，采用正交设计，系统分析了水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量对UHPSSC 流动度、抗折强度和抗压强度的影响，并研究了短切聚丙烯纤维（Polypropylene Fiber，PPF）、聚乙烯醇纤维（Polyvinyl Alcohol Fiber，PVAF）、玄武岩纤维（Basalt Fiber，BF）、耐碱玻璃纤维（Alkali Resistant Glass Fiber，ARGF）、超高分子量聚乙烯纤维（Ultra-highmolecular Weight Polyethyl-ene Fiber，UHMWPEF）及钢纤维（Steel Fiber，SF）对UHPSSC在80℃蒸汽养护48h后抗折强度和抗压强度的影响.1试验测试1.1试件制备采用“ 南方牌”P·O42.5 级普通硅酸盐水泥 ;硅灰 SiO2 质量分数为97%以上，比表面积大于18 000m2/kg;粉煤灰为普通Ⅱ级粉煤灰;胶凝材料的主要化学成分如表1所示;海砂取自山东青岛，堆积密度为1460 kg/m3，表观密度2 610 kg/m3，压碎值3.1%，含泥量1.6%，氯离子质量分数为0.012%，硫酸根质量分数为0.11%，贝壳质量分数为1.85%，筛出粒径1.18mm以下的颗粒，级配如表2所示;人工海水根据美国 ASTmD-14 标准配制，成分如表3所示;减水剂为西卡公司生产的聚羧酸型高效减水剂，性能指标如表4所示;短切纤维性能如表5所示.本试验配合比设计采用正交设计，如表6所示，以水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量为研究变量，变量取值范围参考文献[18]，固定减水剂掺量为2%，消泡剂掺量0.8%，其中水胶比、减水剂掺量和消泡剂掺量为其与胶凝材料的质量之比.先将胶凝材料和海砂干料倒入砂浆搅拌机低速干拌3min，随后进行翻倒搅拌，缓慢加入水和减水剂低速搅拌3min，然后进行二次翻搅，高速搅拌 2min至拌合物均匀.测完流动性后进行浇模，试模尺寸为40mm×40mm×160mm，并在振动台振动1min，随后养护 24 h后拆模，进行标养.对于掺加纤维的试件，利用正交试验筛出的最优配比，即每立方来混凝土水泥用量为491kg、硅灰用量140 kg、粉煤灰用量 70 kg、用水量112 kg、海砂用量 631kg.纤维体积掺量分别为0.1%、0.2%、0.3%，纤维种类为PPF、PVAF、BF、ARGF、UHMWPEF、SF.形成浆体以后，边搅拌边撒入纤维，搅拌 8～10min 至拌合物均匀，拆模后在80℃下蒸养48 h，随后冷却至室温进行性能测试.1.2 测试方法新拌 UHPSSC的流动性测试参照《水泥胶砂流动度测定方法》（GB/T 2419—2005），强度试验参考《水泥胶砂强度检测方法》（GB/T17671—1999），文中的强度结果为测试的平均值.本试验中试件尺寸为40mm×40mm×160mm，而《混凝土物理力学性能试验方法标准》（GB/T 50081—2019）中抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×150mm，抗折强度试件尺寸为150mm×150mm×550mm，由于尺寸效应，采用水泥胶砂的强度试验方法较混凝土力学性能试验方法所测得的抗折强度和抗压强度偏高.对于正交试验，设计了4 因素4 水平的方案，分别探究了水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量对UHPSSC 流动度及抗折强度和抗压强度的影响，在试验中，每组试验均在同一条件下进行，不考慮各因素之间交互作用.为保证试验结果的可靠性，每组试验重复进行3次.利用因素指标法，采用公式（1）根据对应指标平均值确定各因素各水平取值.参照文献[19]中的极差分析法，采用公式（2）分别求出各因素平均值极差，根据极差大小，判断各因素的影响程度，判断原则为：极差越大，所对应因素越重要;极差越小，所对应因素对试验影响越不显著.式中：xi为各因素在各水平下测试值;x为各因素在该水平下试验结果的平均值;Ri为各因素在该水平下试验结果极差;xi为各因素在该水平下试验结果.2 结果与讨论2.1正交设计试验对UHPSSC性能的影响2.1.1对流动度的影响图1给出了不同水胶比、砂胶率、硅灰掺量及粉煤灰掺量对UHPSSC 流动性的影响.随着水胶比的增大，UHPSSC 流动度持续增大，在0.18 到0.20 阶段增幅较大，极差 R1为96.7mm，这与水胶比对普通UHPC流动度影响效果较为一致[20]，但UHPSSC 流动度降幅更大.而随着砂胶率从0.8 增长到1.1，UHPSSC 流动度越来越小，降幅在1.0 到1.1阶段较小，极差 R2为20.3mm.随着硅灰掺量从10% 增大到 25%，UHPSSC 流动度先增加，随后迅速降低，这是因为硅灰掺量较低时，不能充分填充到水泥细小颗粒之间，因而能保持较高的流动度，而随着掺量的增加，填充到水泥颗粒之间的硅灰越来越多，使得流动度下降明显，在硅灰掺量为15%时，流动度达到最高，极差 R3为39.3mm.随着粉煤灰掺量从10% 增大到 25%，UHPSSC 流动度差别不大，在粉煤灰掺量为20%时，流动度达到最高，极差 R4为4.0mm.这是因为粉煤灰为表面光滑的球状颗粒，虽然其滚珠效应能改善混凝土的流动性，但在较低掺量下对流动度影响并不明显，而普通UHPC的流动度则随着粉煤灰掺量的增加逐渐降低[18].由于R1>R3>R2>R4，故而对UHPSSC 流动度影响的显著性依次为：水胶比>硅灰掺量>砂胶率>粉煤灰掺量.而对普通UHPC流动度的影响也具有相似的规律，在一定范围内，随着水胶比降低，流动性也逐渐减小，而且主要影响因素也是水胶比[21].最优配比方案为：每立方米混凝土水泥用量499 kg，硅灰用量115kg，粉煤灰用量153 kg，用水量169 kg，海砂用量 614 kg.倪博文等[5]研究了纤维对海砂超高性能混凝土力学性能的影响，结果发现：钢纤维体积掺量为1.5%时，其具备较高的抗压和抗折强度.王越洋等[6]提出了不同海砂颗粒级配对UHPC 性能影响不一的观点，结果表明：0.00～0.15mm粒径段海砂加剧流动度损失;0.15～0.30mm粒径段海砂有利于提高抗压强度;0.60～1.18mm粒径段海砂对抗压强度和抗折强度均不利.Li 等[7]发现海水增强了水泥和矿渣的早期强度发展以及矿渣的水化过程.Teng 等[8]已制备出了强度达180mPa的UHPSSC，并得出了海水和海砂的使用会小幅降低UHPSSC的和易性、密度和弹性模量，对早期强度有一定的提高，但7 d及以上龄期的强度会略有下降的结论.此外，已有学者使用河砂[9]、回收的碎玻璃[10]、铁尾矿[11]、重金石[12]、花岗岩[13]和铜渣[14]等制备UHPC.大量研究结果表明在UHPC中掺入纤维，可显著提高混凝土的韧性和延性[15]，其性能与纤维掺量、弹性模量、断裂强度等力学性能及纤维表面特性有直接关系[16-17].本研究使用原状海砂和人工海水制备 UHPSSC，采用正交设计，系统分析了水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量对UHPSSC 流动度、抗折强度和抗压强度的影响，并研究了短切聚丙烯纤维（Polypropylene Fiber，PPF）、聚乙烯醇纤维（Polyvinyl Alcohol Fiber，PVAF）、玄武岩纤维（Basalt Fiber，BF）、耐碱玻璃纤维（Alkali Resistant Glass Fiber，ARGF）、超高分子量聚乙烯纤维（Ultra-highmolecular Weight Polyethyl-ene Fiber，UHMWPEF）及钢纤维（Steel Fiber，SF）对UHPSSC在80℃蒸汽养护48h后抗折强度和抗压强度的影响.1试验测試1.1试件制备采用“ 南方牌”P·O42.5 级普通硅酸盐水泥 ;硅灰 SiO2 质量分数为97%以上，比表面积大于18 000m2/kg;粉煤灰为普通Ⅱ级粉煤灰;胶凝材料的主要化学成分如表1所示;海砂取自山东青岛，堆积密度为1460 kg/m3，表观密度2 610 kg/m3，压碎值3.1%，含泥量1.6%，氯离子质量分数为0.012%，硫酸根质量分数为0.11%，贝壳质量分数为1.85%，筛出粒径1.18mm以下的颗粒，级配如表2所示;人工海水根据美国 ASTmD-14 标准配制，成分如表3所示;减水剂为西卡公司生产的聚羧酸型高效减水剂，性能指标如表4所示;短切纤维性能如表5所示.本试验配合比设计采用正交设计，如表6所示，以水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量为研究变量，变量取值范围参考文献[18]，固定减水剂掺量为2%，消泡剂掺量0.8%，其中水胶比、减水剂掺量和消泡剂掺量为其与胶凝材料的质量之比.先将胶凝材料和海砂干料倒入砂浆搅拌机低速干拌3min，随后进行翻倒搅拌，缓慢加入水和减水剂低速搅拌3min，然后进行二次翻搅，高速搅拌 2min至拌合物均匀.测完流动性后进行浇模，试模尺寸为40mm×40mm×160mm，并在振动台振动1min，随后养护 24 h后拆模，进行标养.对于掺加纤维的试件，利用正交试验筛出的最优配比，即每立方来混凝土水泥用量为491kg、硅灰用量140 kg、粉煤灰用量 70 kg、用水量112 kg、海砂用量 631kg.纤维体积掺量分别为0.1%、0.2%、0.3%，纤维种类为PPF、PVAF、BF、ARGF、UHMWPEF、SF.形成浆体以后，边搅拌边撒入纤维，搅拌 8～10min 至拌合物均匀，拆模后在80℃下蒸养48 h，随后冷却至室温进行性能测试.1.2 测试方法新拌 UHPSSC的流动性测试参照《水泥胶砂流动度测定方法》（GB/T 2419—2005），强度试验参考《水泥胶砂强度检测方法》（GB/T17671—1999），文中的强度结果为测试的平均值.本试验中试件尺寸为40mm×40mm×160mm，而《混凝土物理力学性能试验方法标准》（GB/T 50081—2019）中抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×150mm，抗折强度试件尺寸为150mm×150mm×550mm，由于尺寸效应，采用水泥胶砂的强度试验方法较混凝土力学性能试验方法所测得的抗折强度和抗压强度偏高.对于正交试验，设计了4 因素4 水平的方案，分别探究了水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量对UHPSSC 流动度及抗折强度和抗压强度的影响，在试验中，每组试验均在同一条件下进行，不考虑各因素之间交互作用.为保证试验结果的可靠性，每组试验重复进行3次.利用因素指标法，采用公式（1）根据对应指标平均值确定各因素各水平取值.参照文献[19]中的极差分析法，采用公式（2）分别求出各因素平均值极差，根据极差大小，判断各因素的影响程度，判断原则为：极差越大，所对应因素越重要;极差越小，所对应因素对试验影响越不显著.式中：xi为各因素在各水平下测试值;x为各因素在该水平下试验结果的平均值;Ri为各因素在该水平下试验结果极差;xi为各因素在该水平下试验结果.2 结果与讨论2.1正交设计试验对UHPSSC性能的影响2.1.1对流动度的影响图1给出了不同水胶比、砂胶率、硅灰掺量及粉煤灰掺量对UHPSSC 流动性的影响.随着水胶比的增大，UHPSSC 流动度持续增大，在0.18 到0.20 阶段增幅较大，极差 R1为96.7mm，这与水胶比对普通UHPC流动度影响效果较为一致[20]，但UHPSSC 流动度降幅更大.而随着砂胶率从0.8 增长到1.1，UHPSSC 流动度越来越小，降幅在1.0 到1.1阶段较小，极差 R2为20.3mm.随着硅灰掺量从10% 增大到 25%，UHPSSC 流动度先增加，随后迅速降低，这是因为硅灰掺量较低时，不能充分填充到水泥细小颗粒之间，因而能保持较高的流动度，而随着掺量的增加，填充到水泥颗粒之间的硅灰越来越多，使得流动度下降明显，在硅灰掺量为15%时，流动度达到最高，极差 R3为39.3mm.随着粉煤灰掺量从10% 增大到 25%，UHPSSC 流动度差别不大，在粉煤灰掺量为20%时，流动度达到最高，极差 R4为4.0mm.这是因为粉煤灰为表面光滑的球状颗粒，虽然其滚珠效应能改善混凝土的流动性，但在较低掺量下对流动度影响并不明显，而普通UHPC的流动度则随着粉煤灰掺量的增加逐渐降低[18].由于R1>R3>R2>R4，故而对UHPSSC 流动度影响的显著性依次为：水胶比>硅灰掺量>砂胶率>粉煤灰掺量.而对普通UHPC流动度的影响也具有相似的规律，在一定范围内，随着水胶比降低，流动性也逐渐减小，而且主要影响因素也是水胶比[21].最优配比方案为：每立方米混凝土水泥用量499 kg，硅灰用量115kg，粉煤灰用量153 kg，用水量169 kg，海砂用量 614 kg.倪博文等[5]研究了纤维对海砂超高性能混凝土力学性能的影响，结果发现：钢纤维体积掺量为1.5%时，其具备较高的抗压和抗折强度.王越洋等[6]提出了不同海砂颗粒级配对UHPC 性能影响不一的观点，结果表明：0.00～0.15mm粒径段海砂加剧流动度损失;0.15～0.30mm粒径段海砂有利于提高抗压强度;0.60～1.18mm粒径段海砂对抗压强度和抗折强度均不利.Li 等[7]发现海水增强了水泥和矿渣的早期强度发展以及矿渣的水化过程.Teng 等[8]已制备出了强度达180mPa的UHPSSC，并得出了海水和海砂的使用会小幅降低UHPSSC的和易性、密度和弹性模量，对早期强度有一定的提高，但7 d及以上龄期的强度会略有下降的结论.此外，已有学者使用河砂[9]、回收的碎玻璃[10]、铁尾矿[11]、重金石[12]、花岗岩[13]和铜渣[14]等制备UHPC.大量研究结果表明在UHPC中掺入纤维，可显著提高混凝土的韧性和延性[15]，其性能与纤维掺量、弹性模量、断裂强度等力学性能及纤维表面特性有直接关系[16-17].本研究使用原状海砂和人工海水制备 UHPSSC，采用正交设计，系统分析了水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量对UHPSSC 流动度、抗折强度和抗压强度的影响，并研究了短切聚丙烯纤维（Polypropylene Fiber，PPF）、聚乙烯醇纤维（Polyvinyl Alcohol Fiber，PVAF）、玄武岩纤维（Basalt Fiber，BF）、耐碱玻璃纤维（Alkali Resistant Glass Fiber，ARGF）、超高分子量聚乙烯纤维（Ultra-highmolecular Weight Polyethyl-ene Fiber，UHMWPEF）及钢纤维（Steel Fiber，SF）对UHPSSC在80℃蒸汽养护48h后抗折强度和抗压强度的影响.1试验测试1.1试件制备采用“ 南方牌”P·O42.5级普通硅酸盐水泥 ;硅灰 SiO2 质量分数为97%以上，比表面积大于18 000m2/kg;粉煤灰为普通Ⅱ级粉煤灰;胶凝材料的主要化学成分如表1所示;海砂取自山东青岛，堆积密度为1460 kg/m3，表观密度2 610 kg/m3，压碎值3.1%，含泥量1.6%，氯离子质量分数为0.012%，硫酸根质量分数为0.11%，贝壳质量分数为1.85%，筛出粒径1.18mm以下的颗粒，级配如表2所示;人工海水根据美国 ASTmD-14 标准配制，成分如表3所示;减水剂为西卡公司生产的聚羧酸型高效减水剂，性能指标如表4所示;短切纤维性能如表5所示.本试验配合比设计采用正交设计，如表6所示，以水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量为研究变量，变量取值范围参考文献[18]，固定减水剂掺量为2%，消泡剂掺量0.8%，其中水胶比、减水剂掺量和消泡剂掺量为其与胶凝材料的质量之比.先将胶凝材料和海砂干料倒入砂浆搅拌机低速干拌3min，随后进行翻倒搅拌，缓慢加入水和减水剂低速搅拌3min，然后进行二次翻搅，高速搅拌 2min至拌合物均匀.测完流动性后进行浇模，试模尺寸为40mm×40mm×160mm，并在振动台振动1min，随后养护 24 h后拆模，进行标养.对于掺加纤维的试件，利用正交试验筛出的最优配比，即每立方来混凝土水泥用量为491kg、硅灰用量140 kg、粉煤灰用量 70 kg、用水量112 kg、海砂用量 631kg.纤维体积掺量分别为0.1%、0.2%、0.3%，纤维种类为PPF、PVAF、BF、ARGF、UHMWPEF、SF.形成浆体以后，边搅拌边撒入纤维，搅拌 8～10min 至拌合物均勻，拆模后在80℃下蒸养48 h，随后冷却至室温进行性能测试.1.2 测试方法新拌 UHPSSC的流动性测试参照《水泥胶砂流动度测定方法》（GB/T 2419—2005），强度试验参考《水泥胶砂强度检测方法》（GB/T17671—1999），文中的强度结果为测试的平均值.本试验中试件尺寸为40mm×40mm×160mm，而《混凝土物理力学性能试验方法标准》（GB/T 50081—2019）中抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×150mm，抗折强度试件尺寸为150mm×150mm×550mm，由于尺寸效应，采用水泥胶砂的强度试验方法较混凝土力学性能试验方法所测得的抗折强度和抗压强度偏高.对于正交试验，设计了4 因素4 水平的方案，分别探究了水胶比、砂胶率、硅灰掺量和粉煤灰掺量对UHPSSC 流动度及抗折强度和抗压强度的影响，在试验中，每组试验均在同一条件下进行，不考虑各因素之间交互作用.为保证试验结果的可靠性，每组试验重复进行3次.利用因素指标法，采用公式（1）根据对应指标平均值确定各因素各水平取值.参照文献[19]中的极差分析法，采用公式（2）分别求出各因素平均值极差，根据极差大小，判断各因素的影响。
一种圆棒试件冲击拉伸疲劳试验夹具[发明专利]
![一种圆棒试件冲击拉伸疲劳试验夹具[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8fdb784749d7c1c708a1284ac850ad02de8007b0.png)
专利名称：一种圆棒试件冲击拉伸疲劳试验夹具
专利类型：发明专利
发明人：胡伟平,钱诚成,王彬文,白春玉,杨素淞,詹志新,孟庆春,王标
申请号：CN202110611698.0
申请日：20210602
公开号：CN113390712B
公开日：
20220405
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明申请属于航母舰载机拦阻钩常用材料冲击疲劳试验设计技术领域，具体涉及一种金属材料冲击拉伸疲劳试验夹具，包括：锤头、连接盖板、支座、底座、下夹头、压条、调节螺钉、锁定螺母。
锤头和底座可根据试验机具体接口信息更改连接配合方式。
试件下夹持段通过螺纹与下夹头连接，再由上下双螺母施加预紧力锁紧；试件上夹持段穿过支座顶部中心圆孔，通过双螺母施加预紧力锁紧固定；通过盖板连接下夹头的两砧座上，不仅增大了冲击时的接触面积，而且有利于两砧座的受力均衡；支座通过压条、调节螺钉固定在底座上。
试验时，锤头施加的冲击载荷通过下夹头传递给试件，实现试件的冲击拉伸加载。
本发明已经完成全套设计加工，并在钛合金冲击拉伸疲劳试验中成功应用，为舰载机拦阻钩、弹射杆等服役过程中承受冲击载荷作用的工程结构的疲劳寿命评估奠定基础。
申请人：北京航空航天大学,中国飞机强度研究所
地址：100191 北京市海淀区学院路37号
国籍：CN
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一种海工用钢亚温淬火改善韧性的研究
Ｃ
０ ． ２ Ｏ
Ｃｕ ０ ． ５ ０
将经热处理后 的坯料分别加 工成标准的拉伸和
冲 击试 样 ，然后 进 行 拉 伸和 冲 击 试验 ，不 同 热处 理 条件 下 测试 的 力学性 能 结 果列 于 表 ３ 。
表３ 试 验钢不同热处理工艺下的力学性 能结果
淬火和 回火后 ，得到不同的力学性能结果 。单独采 用常规淬火时 ，提高淬火温度或降低 回火温度 ，均
会 导 致 韧 性 的 降 低 ，而 且 冲 击 吸 收 能 量 均 较 低 。
低 ，同时细化的晶粒对韧性改善 有好处 。因此 ，本
参磊
…
３ ９
０． ８ ０ ０． ０２ ５ Ｏ ． Ｏ１ ５
Ｎｂ ０． ０６ Ｖ Ｏ． １ ２ Ｔｉ Ｏ ． Ｏ ５
４ ８ ５ ４ ９ ４ ４ ６ ５ ４ ２ ６ ４１ ３ ４ ２ ７ ４ ３ ５ ４ ２ １
６１ ７ ５ ９ ６ ５ ７ ３ ５ ６ ３ ５ ７ ８ ５ ９ ０ ５ ８ ２
试 验 编号 ａ ， ／ ＭＰ ａ ａ ｂ ／ ＭＰ ａ
１ ２ ３ ４ ６ ０ ５
●
（ ％）
Ｍｎ
１ ． ７ ０
Ｂ ０． ｏ ０ ５ Ｏ
Ｓ ｉ
Ｐ
Ｓ
Ｃｒ
１ ． ５ ０
Ｖ ０ ． １ ２
Ｍｏ ｌ Ｎｉ
０ ． ７ ０ Ｉ ２ ． ０
淬火温度／ ＇ Ｃ
９ ５ ０ ９ ５ ０ ９ ０ ０
９ ｏ ０ ＋ ８ ６ ０
回火温度／ ℃
６ ２ ０ ６ ０ ０ ６ ０ ０
６ ０ ０
氏体基体组 中分布 细小 的铁素体 而产 生强韧化 效 果 。本文以一种海工用钢为试验对象 ，通过改变淬
460MPa耐火钢高温硬度试验测试研究
460MPa耐火钢高温硬度试验测试研究
周诗琦;王连庆;马文江
【期刊名称】《中国测试》
【年(卷),期】2022(48)4
【摘要】为测定材料在高温下的维氏硬度,提出一种间接测试金属材料高温硬度的修正方法。
首先,对高温环境下的试件表面进行压头压入实验,待冷却至室温后测量压痕尺寸,得到相应的维氏硬度值。
然后,采用有限元方法,考虑材料力学性能的温度依赖性,对高温环境下的压痕形貌进行数值模拟,得到相应的维氏硬度计算值。
结果表明,在高温时两者之间的偏差较为明显,例如600℃时相对偏差达14%。
结合有限元的分析结果,最后给出维氏硬度偏差修正的计算公式,为较准确地测量460 MPa 耐火钢材料在高温时的硬度提供参考。
【总页数】5页(P1-5)
【作者】周诗琦;王连庆;马文江
【作者单位】北京科技大学自然科学基础实验中心;北京科技大学新金属材料国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU511.3;TG115.51
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1.460MPa级海洋平台用钢的高温塑性研究
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3.硬度测试使产品更加安全可靠表面硬化钢和优质钢的淬硬性计算和
圆试片心部硬度试验4.460MPa耐火钢高温力学性能研究5.高强韧460MPa级船板钢的高温变形行为研究
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低压缩比海洋平台用钢E460-Z35的开发
低压缩比海洋平台用钢E460-Z35的开发
廖岳太;朱海东;顾晔;杨浩
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2018(046)021
【摘要】通过合理的成分、工艺设计,采用250 mm厚连铸坯在压缩比仅为3.1的情况下,开发出了适合工业化大生产的80 mm厚高强、高韧、抗层状撕裂的E460-Z35海洋平台用钢板.生产实践表明,通过采用两阶段控轧、单道次大压下、轧后在线淬火技术并配合高温回火工艺,所开发80 mm厚度钢板屈服强度为520～540 MPa,抗拉强度600～625 MPa,面缩率达75％以上,-40℃心部夏比冲击功可以达到200 J以上,完全满足CCS船级社规范E460-Z35的要求.
【总页数】3页(P41-42,57)
【作者】廖岳太;朱海东;顾晔;杨浩
【作者单位】江苏省(沙钢)钢铁研究院, 江苏张家港 215625;江苏省(沙钢)钢铁研究院, 江苏张家港 215625;江苏省(沙钢)钢铁研究院, 江苏张家港 215625;江苏省(沙钢)钢铁研究院, 江苏张家港 215625
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.1;TG156.5
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正极集流体铝箔高温预处理的耐蚀性研究
正极集流体铝箔高温预处理的耐蚀性研究
马平平; 夏定国; 刘振刚; 陈宇; 胡朴
【期刊名称】《《电源技术》》
【年(卷),期】2012(36)5
【摘要】研究了锂离子电池正极集流体铝箔的耐腐蚀性能。
将厚度为30μm的商业铝箔集流体分别在250℃和400℃下进行了高温热处理,并采用循环伏安扫描、电化学阻抗、计时电流等电化学方法研究了处理前后的铝箔预在BLE-802电解液体系中的耐蚀性能。
研究结果表明经过250℃热处理5 h和400℃热处理2 h后的铝箔在电解液体系中耐蚀性能明显提高。
【总页数】3页(P646-647,654)
【作者】马平平; 夏定国; 刘振刚; 陈宇; 胡朴
【作者单位】北京中新联科技股份有限公司北京100041; 中国钢研科技集团公司北京100081; 北京大学工学院北京100871
【正文语种】中文
【中图分类】TM912.9
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陈若葵;陈嵩;阮丁山
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钢渣加速碳化制品的耐高温性能研究
收稿日期:2021-06-08;修订日期:2021-07-29
基金项目:国家自然科学基金(52078202)
作者简介:仲心卓(1995—) ,男,硕士研究生。 主要从事固体废弃物综合利用方面的研究。 E-mail:zxz5582@ hnu. edu. cn
高,在 400 ℃ 时达到最大值,为 72. 4 MPa,较初始强度提高 20. 5% ,钢渣中硅酸钙在高温下进一步发生水化,其水化
产物增强了基质连接。 当温度达到 800 ℃ 时,钢渣性能发生劣化,强度降低了 90. 7% ,碳酸钙质量分数由 24. 1% 降
低至 1. 6% ,而总质量损失可达 19. 67% ,吸水率大幅度提高,且出现贯通试块的裂缝。 钢渣加速碳化制品与普通水
化钙( f-CaO) 和 RO 相( MgO、FeO 和 MnO 的固溶体) 等 [3-6] ,其成分与硅酸盐水泥类似。 钢渣中 C3 S 含量较
水泥低很多,并且硅酸钙含量较高的是低水化活性的 γ-C2 S,但具有较高的碳化活性 [7] 。 钢渣的加速碳化是
通过 CO2 与钢渣中具有碳化活性的矿物相( 主要是指富含钙、镁的矿物相) 反应,生成热稳定性良好的碳酸
higher than the initial compressive strength. The content of calcium silicate at 400 ℃ is reduced, C-S-H net structure is
observed, which confirmed the further hydration of calcium silicate. The hydration product enhances the matrix connection,
高强耐海水腐蚀不锈钢研制技术进展
质[ 2, 3 ] , 即高铬是导致冷脆性的原因。 近代理 论认为, 高铬铁素体不锈钢的冷脆性应归因 于杂质元素 C、 N、 O 的影响。文献 [ 4 ] 研究了 O、 A l、 M n、 S、 P 含 量 对 25% C r23%M o ( 含 0. 003%～ 0. 005% C , 0. 003%～ 0. 006%N )
关键词: 高强度 不锈钢 海水腐蚀 工艺性能
Techn ica l Progress in D evelopm en t of H igh Strength Sta in less Steel Res istan t to Seawa ter Corros ion
L uo Yongzan (L uoyang Sh ip M a teria l R esea rch In st itu te ) Abstract: Fo r the developm en t of a h igh strength sta in less steel resistan t to seaw a ter co rro sion, a re2
第 13 卷 第 1 期 材 料 开 发 与 应 用 1998 年 2 月
应用研究
高强耐海水腐蚀不锈钢研制技术进展
洛阳船舶材料研究所 罗永赞
摘
要
在高强耐海水腐蚀不锈钢 00C r27N i8 加工、 热处 M o 3T i 的研制中, 通过化学成分设计和熔炼、 理、 焊接等工艺技术的实施, 在合理解决强度与韧性、 高强度与耐蚀性以及焊缝延性与耐蚀性等三 对矛盾方面取得了显著进展。
・3・
( 钛的化合物小粒子有阻止晶粒长大的作
用) , 从而改善了韧性。 在加钛的同时, 还适当提高了镍含量, 由 普 通 铁 素 体 不 锈 钢 含 镍 2%～ 4% 提 高 到 6. 5%～ 9. 0% 。 在组织中引入少量 Χ 奥氏体 (fcc) , 由图 2 可见块状 Χ 相沿晶界分布。 其 中, 相界面可以有效地阻止晶粒长大, 而 Χ 相 则可以起到韧性间层的作用, 阻止裂纹扩展, 提高合金的断裂韧性。 上述措施既使合金的 DB T T 降至室温 以下 ( 见表 2) , 又解决了生产可行性问题。
30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A在模拟海洋环境中的腐蚀行为对比研究
30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A在模拟海洋环境中的腐蚀行为对比研究朱利敏;赵连红;王英芹;刘元海;何卫平;王浩伟【期刊名称】《环境技术》【年(卷),期】2024(42)4【摘要】通过开展30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A两种高强度钢在模拟海水环境下的浸泡试验,采用电化学阻抗谱(EIS)测试、动电位极化曲线(PDP)测试、腐蚀产物及腐蚀表面形貌观察、表面三维轮廓及腐蚀产物分析,研究了30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A两种高强度钢在人工海水溶液中的腐蚀行为。
结果表明:30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A两种高强度钢的电化学行为相似,阳极曲线表现出活性溶解特征,阴极过程以氧还原反应为主,腐蚀产物分别是α-FeOOH物质、γ-FeOOH物质、α-Fe_(2)O_(3)物质和Fe_(3)O_(4)物质。
在人造海水介质环境下30CrMnSiNi2A的腐蚀速率大于30CrMnSiA,同时得出高强度钢中Ni、Cr元素能够有效提高材料耐腐蚀性能。
【总页数】9页(P147-154)【作者】朱利敏;赵连红;王英芹;刘元海;何卫平;王浩伟【作者单位】中国特种飞行器研究所结构腐蚀防护与控制航空科技重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TG172【相关文献】1.30CrMnSiNi2A钢在模拟油箱积水环境中的腐蚀行为研究2.QAl10-4-4、QAl9-4和ZCuAl10Fe3铜合金在模拟海洋环境中的腐蚀行为3.金属材料在海洋环境中的腐蚀行为模拟研究4.300M超高强度钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为研究5.船用铝合金在模拟工业污染海洋环境中的腐蚀行为因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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由图 3 可知，图 3（a）的金相组织主要为白色铁 素体和较多的贝氏体，图 3（a）是试样在 750 ℃下拉 断试样的金相组织，此试样由图 2 可知其断面收缩 率为 29.44 ％，为最低点.此金相组织正好和高温状 态下的薄膜状铁素体组织和奥氏体组织相对应，薄 膜铁素体沿晶界析出，强度比较低，会引起两相区 脆化， 这种状态下会优先析出 α 铁素体，α 铁素体 的 强度仅为奥氏体的 1/4[14]，而应力下的变形 主 要 集 中在沿奥氏体分布的铁素体相中，当应力超过铁素
间中，钢的塑性出现明显的降低，其形状呈 V 字形， 最低的断面收缩率为 29.44 %. 此为第Ⅲ脆性区.在 第Ⅲ脆性区内矫直，铸坯会产生裂纹.所以在连铸的 生产过程中， 要避开第Ⅲ脆性区域， 温度要控制在 907 ℃之上.当温度到达 1 270 ℃时，其塑性接近 60 %， 当温度高于 1 270 ℃时，塑性急剧下降，此为第Ⅰ脆 性区，第Ⅰ脆性区是无法避免的.第Ⅰ脆性区的脆化 原因一般是由于在树枝晶的界面存在残存的液相薄 膜，这些液相薄膜可以使晶界熔化，从而导致了脆化. 有研究者表明， 当试验应变速率小于 1×10-2/s 时，不 会出现第Ⅱ脆性区，EQ47 钢没出现第Ⅱ脆性区.
的为 400 MPa 级和极少量的超高强度船板[3]，460 MPa 级海洋平台钢的级别可达到 460 MPa.460 MPa 级海 洋平台用钢板是船级社规范中结构用高强度淬火回 火钢，具有良好的力学性能和焊接性能，广泛应用于 海洋平台建造.
但在 460 MPa 级海洋平台用钢的连铸生产过程 中，浇注温度、拉速、二冷水、顶弯、矫直等工艺因素都 会影响其连铸坯生产的质量， 可能使其产生偏析、裂 纹 、 中 心 、 缩 孔 、 疏 松 等 [4]， 有 统 计 表 明 : 在 连 铸 过 程 中 ，
0前言
海洋平台作为人类开发海洋资源的重要超大型 钢 结 构 ，支 撑 着 各 种 设 备 的 总 质 量 超 过 数 百 吨[1]，由 于石油资源短缺和油价的上涨，使得海洋工程用钢的 需 求 量 不 断 提 高 [2]， 所 以 对 海 洋 平 台 用 钢 的 质 量 要 求 越来越高.
建造海洋平台用的钢板主要为 360 MPa 级，少量
1 350 ℃ 3 min
3 ℃/s
10 ℃/s
1 min
1×10-3/s
温度
时间
图 1 高温塑性试验工艺
2 试验结果和分析
2.1 高温塑性试验数据分析 根据试验完成后所测的 EQ47 钢高温塑性试验
数据，可画出高温塑性曲线图，如图 2 所示.钢的断面 收缩率可表征钢的高温塑性， 大于 60 %的定为高塑 性，连铸坯不易产生裂纹;低于 60 %定为低塑性.连铸 坯易产生裂纹，由图 2 可知，在 907～667 ℃的温度区
38
有色金属科学与工程
2014 年 2 月
凝固坯壳产生裂纹缺陷所占比例达连铸坯主要缺陷 的 一 半 以 上 [5]， 而 钢 的 高 温 力 学 性 能 是 铸 坯 裂 纹 产 生 的最根本的影响因素之一[6-8].460 MPa 级海洋平台用 钢是低碳微合金钢，低碳微合金钢在连铸工程中容易 产生横向裂纹和角裂纹等表面缺陷[9].对 460 MPa 级 海洋平台用钢的高温塑性进行研究，旨在减少和防止 裂 纹 的 产 生 [10]，为 保 证 460 MPa 级 海 洋 平 台 用 钢 表 面 质 量 并 提 供 参 考 依 据 [11]， 给 连 铸 过 程 提 供 最 佳 工 艺 参数从而达到提高 钢 的 表 面 质 量[12]和 优 化 生 产 工 艺 的目的.
（a）EQ47-750×500
20 μm
（b）-900×500
20 μm
20 μm
20 μm
（c）EQ-47-1 150×500
（d）EQ-47-1 350×500
图 3 EQ-47 钢在不同温度下的金相组织
2.3 断口分析 对 750 ℃、900 ℃、1 150 ℃、1 350 ℃代表性试样
Hot ductility behavior of 460 MPa grade steel plate used for offshore platform
YUAN Shen-tie1, LAI Chao-bin1, CHEN Ying-jun2, XIONG Wen-ming2, LUO Xiao-bing3
图 2 EQ47 高温塑性曲线
体所能承受的强度时，这时会产生微小的空洞，孔洞， 裂纹的聚合长大，最后很易导致晶界断裂.图 3（c）的 金相组织主要为均匀的马氏体组织，此试样的断面 收 缩 率 由 图 2 可 知 为 91.00 ％. 图 3 （b） 的 金 相 组
织主要为粗大马氏体组织， 此试样的断面收缩率 由 图 2 可 知 为 58.00 ％. 图 3 （d） 的 金 相 组 织 主 要 为珠光体和铁素体组织， 此试样的断面收缩率由 图 2 可知为 0.
抗拉强度可以表征铸坯抵抗平均塑性变形的最 大应力，可以作为衡量铸坯是否产生裂纹的判断依据 和变形能力重要参数.由铃木 等[13]的 研 究 报 告 及 图 2 中高温强度曲线可知： 将拉伸试验中实验温度 600～ 650 ℃，试样的抗拉强度不变，都是 317.86 MPa.实验温 度 600 ℃后抗拉强度快速下降.从 600 ℃的317.86 MPa 降到 1 350 ℃的 13.22 MPa. 2.2 金相组织和分析
收 稿 日 期 ：2013－09－25 基金项目：“十一五”国家科技支撑计划重点项目（2008bae68b00）；“赣鄱英才 555 工程”领军人才培养计划资助项目 作者简介：袁 慎 铁 （1986－ ），男 ，硕 士 研 究 生 ，主 要 从 事 海 洋 平 台 钢 方 面 的 研 究 ， E-mail：1045092667@. 通 信 作 者 ：赖 朝 彬 （1964－ ），男 ，博 士 ，教 授 ，主 要 从 事 钢 的 新 品 种 开 发 研 究 ，E-mail：lcb5115@.
表 1 EQ47 钢的化学成分 /％
元素 C
Si Mn
P
S
Cr
Ni Cu Nb
V
T i Mo Alt
B
N
含量 0.12 0.25 1.25 ≤0.010 ≤0.002 0.18 0.20 ≤0.35 0.025 0.035 0.015 0.20 0.040 0.001 5 ≤0.004 5
本 高温塑性研究试验在 Gleeble-1500D 热模拟 试验机完成.试验方案如图 1 所示，在 Gleeble-1500D 热模拟试验机上以 10 ℃/s 速度加热到 1 350 ℃，以保 证全部奥氏体化，保温 3 min，以均匀温度促进析出相 溶解，然后以 3 ℃/s 冷却至试验温度，在该温度下保温 1 min 后， 再以 1×10－3/s 应变速率进行拉伸直至断裂. 变形的温度点分别为 600 ℃、650 ℃、700 ℃、750 ℃、 800 ℃ 、850 ℃ 、900 ℃ 、950 ℃ 、1 000 ℃ 、1 050 ℃ 、 1 100 ℃、1 150 ℃、1 200 ℃、1 250 ℃、1 300 ℃、1 350 ℃.
(1.School of Metallurgical and Chemical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China; 2. Technology center of Xinyu Iron and Steel Group Co. Ltd., Xinyu 338000 ，China;
第5卷 第1期 2 0 14 年 2 月
有色金属科学与工程
Nonferrous Metals Science and Engineering
Vol.5，No.1 Feb. 2 0 14
文章编号：1674-9669（2014）01-0037-05 DOI：10.13264/ki.ysjskx.2014.01.007
1 试验材料和方法
本实验钢种试样取自某钢铁公司的抗拉强度为 460 MPa 级海洋平台用钢 EQ47 钢种 ，EQ47 钢 的 化 学成分如表 1 所示. 取样的方向与连铸坯方向垂直， 要求尽量避开表面裂纹和中心偏析的位置，依据设备 要求， 把所取的试验钢材加工成 Φ10 mm×110 mm， 两 头 为 M10 mm×1.5 mm 的 螺 纹 的 标 准 圆 柱 形 拉 伸 试样.
第5卷 第1期
袁慎铁，等：460MPa 级海洋平台用钢的高温塑性研究
39
350
100
断面收缩率
抗拉强度
300 80
250
200
60
抗拉强度 /MPa 断面收缩率 /%
150 40
100
20 50
0
0
500 600 700 800 900 1 000 1 100 1 200 1 300 1 400
温度 /℃
3. Iron & Steel Research Institute of Engineering, Steel Research General Institute, Beijing 100081,China)
Abstract：The hot ductility behavior of Steel EQ47 was investigated by Gleeble -1500D hot simulator at the temperature range of 600 ～1 350 ℃ per 50 ℃ through high temperature tensile test at a constant true strain rate of 1×10－3s－1. The section reduction rate is more than 60 % at the temperatures of 907 ～1 270 ℃; tensile sample showed a good ductility; the third brittle zone is at the temperature of 666 ～907 ℃ . The minimum reduction rate was 29.44 % with poor ductility. Key words: steel plate used for offshore platform; hot ductility behavior ; brittle zone