汽車罐車罐體用鋼板的開發(fā)和試驗(yàn)研究（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）

汽車罐車罐體用ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的汽車罐車罐體用鋼板的開發(fā)和試驗(yàn)研究（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）開發(fā)和試驗(yàn)研究許強(qiáng)１，王利１，徐亮’，李書瑞２，丁慶豐２（１．合肥通朋機(jī)械研究院，安徽合肥２３００３１；２．武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司技術(shù)中心，湖北武漢４３００８０）摘要：系統(tǒng)地研究了ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼的各項(xiàng)力學(xué)性能，結(jié)果表明：ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，可以作為我國汽車罐車罐體更新?lián)Q代材料。關(guān)鍵詞：ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼；力學(xué)性能；汽車罐車中圖分類號(hào)：ＴＥ８３４文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１００１—４８３７（２０１０）０３—０００７—０６ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４８３７．２０１０．０３．００２ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）ＳｔｅｅｌｆｏｒＳｈｅｌｌｏｆＴａｎｋＴｒｕｃｋＸＵＱｉａｎ９１，ＷＡＮＧＬｉｌ，ＸＵＬｉａｎ９１，ＬＩＳｈｕ—ｒｕｉ２，ＤＩＮＧＱｉｎｇ—ｆｅｎ９２（１．ＨｅｆｅｉｒｏｎＧｅｎｅｒａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ２３００３１，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒｏｆＷｕｈａｎＩ—ａｎｄＳｔｅｅｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｗｕｈａｎ４３００８０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭｅｃｈａｎｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）ｓｔｅｅｌｈａｖｅｂｅｅｎｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）ｓｔｅｅｌｈａｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｇｅｎｅｒａｌｍｅｃｈａｎｎｉｃＭｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｉｔｉｓｋｉｎｄｏｆｕｐｄａｔｅｓｔｅｅｌｆｏｒｓｈｅｌｌｏｆｔａｎｋｔｒｕｃｋｉｎＣｈｉｎａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）ｓｔｅｅｌ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｔａｎｋｔｒｕｃｋ況及其發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上¨’２Ｊ，由合肥通用機(jī)械研ｌ前言自２０世紀(jì)６０年代起，我國液化氣體汽車罐車罐體用鋼的可選范圍很窄，大多采用的是強(qiáng)度級(jí)別較低的Ｑ３４５Ｒ鋼（抗拉強(qiáng)度尺。為５００ＭＰａ級(jí)），致使罐體壁厚較厚，造成現(xiàn)有的汽車罐車自葦系數(shù)大、容霞比小、運(yùn)載效率低的狀況，從而限制了國產(chǎn)液化氣體汽車罐車的大型化（高參數(shù)）發(fā)展。與圍外先進(jìn)水平相比，我國汽車罐車的自重系數(shù)比日本和歐美等先進(jìn)國家的約高３０％。為了盡快改變這種狀況，在綜合分析國內(nèi)、外汽車罐車罐體用鋼的使用狀究院提出并與武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司（以下簡稱武鋼）等單位一起，共同開發(fā)了抗拉強(qiáng)度Ｒ。為６００ＭＰａ級(jí)的正火型汽車罐車罐體專用低合金鋼——ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）。該鋼于１９９６年通過了由冶金部組織的技術(shù)評審，并經(jīng)全同鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)評審認(rèn)可，２０００年３月又通過了冶金部組織的技術(shù)鑒定，之后合肥通用機(jī)械研究院曾指導(dǎo)制造廠采用此鋼種為罐體材料試制了一臺(tái)１２ｔ液化石油氣汽車罐車，通過５０９５ｋｍ的行駛，試驗(yàn)表明：該車行駛安全可靠、操縱靈活、使用維護(hù)方便。２００９年武鋼在增補(bǔ)了部分試驗(yàn)的基礎(chǔ)上。通過全國?７‘萬方數(shù)據(jù)ＣＰＶＴ汽車罐車罐體用ＷＩｌ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的開發(fā)和試驗(yàn)研究鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的技術(shù)評審，取得了鍋爐壓力容器用材料的技術(shù)評審證書，明確了ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板可以適用于移動(dòng)壓力容器的制造。由于汽車罐車是在公路上行駛，會(huì)因?yàn)槁窙r或急剎車等原囚造成罐體頻繁地受到?jīng)_擊和震動(dòng)，運(yùn)行條件較為惡劣，且常盛有易燃、易爆、有毒和腐蝕性介質(zhì)，兇此罐體用鋼不但要具備足夠的強(qiáng)度，而且必須具有優(yōu)良的沖擊韌性，尤其是抗沖擊撕裂性能。文中通過拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、落錘試驗(yàn)、ｃＴ０１）試驗(yàn)、疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)、疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)及落錘撕表ｌ熔煉號(hào)Ｂ９０５５９１２裂試驗(yàn)對ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的力學(xué)性能進(jìn)行了較全面的介紹，期待對此鋼種的進(jìn)一步推廣使用起到一定的推動(dòng)作用。２試驗(yàn)用鋼板汽車罐車罐體的壁厚通常不超過１８ｍｍ，故分別采用１２，１３，１８ｍｍ厚ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板作為試驗(yàn)用鋼。表ｌ列出了本試驗(yàn)用鋼板的力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果及武鋼企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)力學(xué)性能的技術(shù)要求。拉伸試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)４（％）２６２９２８試驗(yàn)用鋼板的力學(xué)性能Ｒ“（ＭＰａ）４６５４６０４３０≥４１０≥３９０批號(hào)眄１２４８３Ｔ６０４５９ｌ板厚（ｍｍ）１３１２１８１０～２０Ｒ。（ＭＰａ）６０５６１０６００５９０—７２０一２０℃，ＫＫ（Ｊ）８４，７８，８２１１０，９８，１２１１１４，９６，１０２≥６０３６１５７７刪５９２武鋼食業(yè)標(biāo)準(zhǔn)≥２０＞２０～３０５７０—７００ＷＨ５９０鋼板的交貨狀態(tài)為正火狀態(tài)，圖１，２分別為１３ｍｍ厚鋼板不同厚度處的２００倍金相照片，其金相組織是珠光體和鐵素體組織。從照片中可以看出鋼板中心部位比表層部位的晶粒略微大些，但總體來說都比較細(xì)小均勻，從而保證ｒ鋼板性能的均勻穩(wěn)定。圖１近表層處的金相組織圖２板厚１／２處的金相組織中要求的數(shù)值。３試驗(yàn)方法和試驗(yàn)結(jié)果板厚３．１表２常溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果（ｍｍ）１２拉伸試驗(yàn)取樣方向縱向橫向橫向縱向橫向Ｒ吐尺ｍ＾Ｚ（ＭＰａ）４７０，４７０（ＭＰａ）６２０，６２０６１５，６２０６１５．６ｌＯ６０５．６１５６００．６００（％）３０，２７２７．２７２９．３０２７．２７２８．２７（％）６２．６２５８，５９６１．６５６９，６７６７．６５３．１．１常溫拉伸試驗(yàn)對１２，１３，１８ｍｍ厚正火狀態(tài)的鋼板，按ＧＢ／Ｔ２２８（（金屬拉伸試驗(yàn)方法》規(guī)定取樣并進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果匯總于表２。結(jié)果表明，不同厚度ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的抗拉強(qiáng)度均大于５９０ＭＰａ，并有一定的富裕量，反映了塑性指標(biāo)的延伸率也明顯高于武鋼企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?８?４６５，４６５４７０，４７０４２５，４１５４３０．４ｌＯ１３１８３．１．２低溫拉伸試驗(yàn)對１８ｍｍ厚正火狀態(tài)鋼板取橫向試樣（０１０ｍｍ）進(jìn)行低溫拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)方法按ＧＢ／Ｔ１３２３９萬方數(shù)據(jù)第２７卷第３期壓力容器總第２０８期《金屬低溫拉伸試驗(yàn)方法》規(guī)定執(zhí)行。試驗(yàn)在１００表４高溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果ｋＮ電子拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，采用液氮霧化低溫裝置試驗(yàn)溫度Ｒ吐ＲｍＡＺ（℃）（％）（爐）對試樣進(jìn)行冷卻并保溫，保溫時(shí)間不小于２０（ＭＰａ）（ＭＰａ）（％）２３４１５，４１０６０５，５９０２５．２５６４，６４ｍｉｎ。試驗(yàn)結(jié)果見表３。１００４００，３９５５７０，５６５２５．２６６３，６３表３低溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果１５０３９０，３７５５６０，５２５２６，２６６５．６５試驗(yàn)溫度ＲｄＲ。ＡＺ２００３７０，３７５５４０．５４５２５。２３６１．６ｌ（℃）（ＭＰａ）（ＭＰａ）（％）（％）２５０３４０，３４０５４５，５４５２３，２４５９．６０２０３００２０．２２６２．６２４２５，４２０６００，６００２８．２７６４．６７３１５，３１０５２５，５２５Ｏ３５０２４．２４６２．５９４３０，４３５６１５，６１５２９．２７６４，６３３３０，３１５５５０，５８０一２０４００６３５，６３５２５．２５７５．７７４４０，４４５２８，２７６４，６４３３０．３１５５６５，５５０—４０４５０２４．２４４３５，４４５６５０，６５０３１．２８６４，６２２９５。２９５５０５，４９５８１，７９—６０４７０，４６０６６５，６７０３０．３０５００２８０，２７５４３５，４２５２３，２４８３．８２６３，６２一８０４７５，４７５６８５，６８０２９，２８６２。６２后稍有回升，４００ｏＣ以后又呈下降趨勢；伸長率從室通過表３中的數(shù)據(jù)可以看出，隨著試驗(yàn)溫度的溫至３００ｏＣ緩慢下降，３００℃后開始回升；斷面收縮降低，鋼板的強(qiáng)度呈緩慢上升、塑性下降趨勢緩慢，率隨溫度升高而緩慢升高。表明ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板在試驗(yàn)的低溫環(huán)３．２系列溫度夏比（Ｖ型缺口）沖擊試驗(yàn)境下具有較優(yōu)良的低溫拉伸性能。３．２．１系列溫度沖擊試驗(yàn)對１２及１８ｍｍ厚正火狀態(tài)鋼板取橫向試樣進(jìn)對１８ｍｍ厚正火態(tài)鋼板取ＯｌＯｍｍ橫向拉伸試行系列溫度夏比（Ｖ型缺口）沖擊試驗(yàn)，測定系列溫樣進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)方法按ＧＢ／Ｔ４３３８（金屬度下的沖擊吸收能量、解理斷面率。試驗(yàn)按ＧＢ／Ｔ高溫拉伸試驗(yàn)方法》執(zhí)行。試驗(yàn)在１００ｋＮ電子拉伸２２９（金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》進(jìn)行。試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，采用Ｅ４５型紅外加熱爐試樣加熱并系列溫度夏比（Ｖ型缺口）沖擊試驗(yàn)結(jié)果見表保溫，保溫時(shí)間不小于２０ｍｉｎ。試驗(yàn)結(jié)果見表４。５。由表５中數(shù)據(jù)繪制的沖擊吸收能量一溫度曲線、由表４中的數(shù)據(jù)可以看出，隨著試驗(yàn)溫度的升解理斷面率一溫度曲線分別見圖３，４。由圖中曲線高，抗拉強(qiáng)度從室溫至３００℃緩慢降低，至１Ｊ３５０。Ｃ確定的鋼板韌脆轉(zhuǎn)變溫度見表６。板厚（ｍｍ）試驗(yàn)結(jié)果２０℃０℃一２０℃一４０℃一６０℃一８０℃Ｋ屹（Ｊ）１５３，１３５，１４１１５２，１２１，１３４９０。１２８，８０６０，７０，７２２８，４４，４０２０，２０，１７１２解理斷面率（％）０，０，００，０，０２８，１８，３６５１，４８，４６７２，６３，６５７７。７７．７９ＫＶ２（Ｊ）１４９，１５２，１５５１０８，１２０，１５３８８，１０７，９６７７，６７，５４３４，４３，４９１２，１６，３０１８解理斷而率（％）０，０，０２４，２８，０４０，３５，４３５４，６０，６１７８，６５，６ｌ８９，８５。７８１００，＿、§３麗嘲恒箍痞擎剮餐璉斗｜｜量２０００．．８０—－６０．．４０—－２００２０試驗(yàn)溫度（℃）試驗(yàn)溫度（℃）圖３礬一溫度曲線圖４解理斷面率一溫度曲線?９?萬方數(shù)據(jù)３．１．３高溫拉伸試驗(yàn)ＣＰＶＴ汽車罐車罐體用ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的開發(fā)和試驗(yàn)研究Ｖｏｌ２７．Ｎ０３２０１０３．２．２系列溫度儀器化（示波）沖擊試驗(yàn)板厚（ａｍ）１２１８。鞏（℃）—３５—３３。瓦（ｏＣ）—４２—３ｌ對１３ａｍ厚正火及正火＋ＳＲ處理狀態(tài)鋼板取橫向沖擊試樣進(jìn)行系列溫度夏比（Ｖ型缺口）儀器化（示波）沖擊試驗(yàn)，測定系列溫度下的沖擊吸收總能量（形）、裂紋形成能量（Ｅｊ）、裂紋擴(kuò)展能量（Ｅｐ）及解理斷而率，以考察鋼板抗沖擊載荷下裂紋起裂及穩(wěn)態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展能力。試驗(yàn)按照ＧＢ／Ｔ１９７４８注：ｖ％為５０％ＫＶ２上下平臺(tái)能所對應(yīng)的溫度；ｖＢ為５０％剪切斷面率所對應(yīng)的溫度。試驗(yàn)結(jié)果表明，正火狀態(tài)ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶ—ＮｂＲ）鋼板具有較優(yōu)良的低溫韌性，與技術(shù)條件要求相比，低溫沖擊吸收能量有較大的富裕量。用不同判據(jù)確定的韌脆轉(zhuǎn)變溫度均低于一３０℃。《鋼材夏比Ｖ型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)儀器化試驗(yàn)方法》執(zhí)行。系列溫度夏比（Ｖ型缺口）儀器化（示波）沖擊試驗(yàn)結(jié)果列于表７。試驗(yàn)溫，蔓（℃）試樣狀態(tài)試驗(yàn)結(jié)果２０Ｏ１１０．１００．９８３７。３０，３４７４，７０，６４５，３，１０１６５，１７４，１８２３７，３６，３９一２０６０，５５，６３２７，２３，２０３３，３１，３３５０，５３．４８１５５，１３９，１４７３６，３８。３６１１３．９７．１０８０，２０，１０一４０—６０１５，２ｌ，２２８，１２，１１８，１０，１１９０，９２，９０６４，５８。５６３４．３１，２６２９，２５，２８７０，７０，７０—８０１４，１６，２１８，１０．１３７，８，１０９５，９５，９５形（Ｊ）正火狀態(tài)Ｅｊ（Ｊ）乜（Ｊ）解理斷面率（％）正火＋１０２。１０９。Ｊｉ８３５，３５，３６７４．７３，８１０，０，０１８８．１６２．１７４４１，３９，４０１３７．１１５，１２６０，０，０３９，４０，４９２０，２２，２９１６，１６，１７７５，７５，７５１１０，７８，１０２３６，３３。３５６９，４２，６６３５．４０．３８形（Ｊ）Ｅ。（Ｊ）Ｅ（Ｊ）解理斷面率（％）ＳＲ１２０，１４０，１４００，０，０狀態(tài)由表７中的數(shù)據(jù)繪制沖擊吸收總能量一溫度曲線、解理斷面率～溫度曲線，再由圖中曲線確定的鋼板韌脆轉(zhuǎn)變溫度見表８，由圖５，６可知沖擊吸收總能量及裂紋形成能量一溫度曲線（兩曲線之問為裂紋擴(kuò)展能量）。表８不同判據(jù)確定１３ｍｍ厚鋼板韌脆轉(zhuǎn)變溫度試驗(yàn)狀態(tài)正火狀態(tài)正火＋ＳＲ處理狀態(tài)。吒（℃）一２８—４４卿鬻枷量。瓦（℃）—２１—４７Ｏ－２０２０試驗(yàn)溫度（ｏｃ）＾ｏ嘲勰柑－ｇ：圖６ＳＲ態(tài)形，Ｅ。一溫度曲線（兩曲線之間為乜）擴(kuò)展的能力（即裂紋擴(kuò)展能量）雖占沖擊吸收總能量的比例較大，但隨溫度降低明硅下降。結(jié)果表明，正火狀態(tài)及正火＋ＳＲ處理狀態(tài)的ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板具有較高的抗沖擊載荷下裂紋起裂及穩(wěn)態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展能力；用不同判據(jù)確定的韌脆轉(zhuǎn)變溫度均低于一２０℃。３．３落錘試驗(yàn)對１２，１３及１８ｍｍ厚正火及正火＋ＳＲ處理狀態(tài)鋼板分別取橫向Ｐ４（１２ｍｍ×５０ｍｍ×１３０圖５正火態(tài)影，巨一溫度曲線（兩曲線之間為Ｅｐ）結(jié)果發(fā)現(xiàn)，起裂能量（即由彈性能量和彈塑性能量組成）呈線性隨溫度降低略有下降，抵抗裂紋ｍｍ）萬方數(shù)據(jù)第２７卷第３期壓力容器總第２０８期及丹（１６ｍｍ×５０ａｍ×１３０ｍｍ）型試樣進(jìn)行落錘溫度為一５５℃，表明正火狀態(tài)及正火＋ＳＲ處理狀態(tài)鋼板的ＮＤＴ溫度無明顯差別，且均具有優(yōu)良的低溫韌性。３．４斷裂韌性試驗(yàn)對１３，１８ｍｍ厚正火及正火＋ＳＲ狀態(tài)ＷＨ５９０試驗(yàn)，以測定鋼板的無塑性轉(zhuǎn)變（ＮＤＴ）溫度。試驗(yàn)按ＧＢ／Ｔ６８０３（鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)方法》進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果見表９。表９不同鋼板落錘試驗(yàn)結(jié)果板厚試驗(yàn)溫度（℃）試樣狀態(tài)一７０—６５Ｘ（ｍ）—６０Ｘ—５５—５０ＮＤＴ溫度（ｏＣ）一６０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板取橫向三點(diǎn)彎曲試樣進(jìn)行裂紋尖端張開位移（ＣＴＯＤ）試驗(yàn)，以測定斷裂韌性參數(shù)氏．曬及氏．２。試驗(yàn)方法按ＧＢ／Ｔ２５３８（金屬材料裂紋尖端張開位移試驗(yàn)方法》執(zhí)行。設(shè)計(jì)試樣厚度盡可能接近原鋼板厚度，試樣尺寸（厚度×寬度×長正火狀態(tài)１３ｏｏ×ｏｏｏｏｏ正火＋ＳＲ處理狀態(tài)正火狀態(tài)正火狀態(tài)××●＿一×一５５１２１８×ｏＯ×Ｏ一６５—６０度）：１３ｍｍ厚板的為１０ｍｍ厚板為１４ｍｍ×２０ｍｍ×１００ｍｍ，１８●＿＿——×ｏｏｍｍ×２４ｍｍ×１２０ｍｍ，初始裂紋長度注：ｏ為不斷；×為斷裂。ｏ。與試樣寬度形之比為０．５５，疲勞預(yù)制裂紋長度４ｍｍ，試樣跨距為４形。試驗(yàn)在ＩＮＳＴＲＯＮ一１２５１型電液伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果見表１０。３．５疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)由表９中的數(shù)據(jù)可以看出，正火態(tài)ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的ＮＤＴ溫度低于一６０℃，正火＋ＳＲ處理狀態(tài)ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的ＮＤＴ板厚（ｍｍ）試樣狀態(tài)試驗(yàn)溫度（ｏＣ）８０．∞（ｒａｍ）島．２（ｍｍ）＆—△口阻力曲線方程１５０．２１３０．２３１０．１４７Ｏ．１２６０．２２００．２１２Ｏ．３１７０．３０００．２５９０．２５６Ｏ．３６００．３５４正火—２０１３１５＆＝Ｏ．５９８（０．０６３＋血）ｏ?４７６島＝０．４５３（０．４６２＋Ａａ）７６ＳＲ處理—２０Ｏ１８顫＝０．６７５（０．０８４＋缸）ｏ＆＝０．６６１（Ｏ．０２２＋△ｎ）ｏ?酩都＝０．６４Ａａｏ３５４正火一２０部＝０．６４Ａａｏ姍對１２ｍｍ厚正火狀態(tài)ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）而得到的ｄａ／ｄⅣ一△ｋ關(guān)系方程為：ｄａ／ｄＮ＝３．８９６×１０。。２Ａｋ３一，其回歸的相關(guān)系數(shù)為０．９６９１。鋼板取橫向板狀軸向疲勞試樣，在１００ｋＮ高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行高周疲勞試驗(yàn)，以測定疲勞極限強(qiáng)度。試驗(yàn)按ＧＢ／Ｔ３０７５（金屬軸向疲勞試驗(yàn)方法》規(guī)定執(zhí)行，采用升降法，取應(yīng)力比Ｒ＝０．１５（拉一拉疲勞）、基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)Ｎ＝１０７周，試驗(yàn)頻率約１３０Ｈｚ。試驗(yàn)測得疲勞極限強(qiáng)度盯。，，為４４４ＭＰａ。３．６疲勞裂紋擴(kuò)展速率（ｄａ／ｄＮ）試驗(yàn)對１８ｍｍ厚正火狀態(tài)ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板取橫向三點(diǎn)彎曲試樣（１４ｍｍ×２８ｍｍ×１３０ｍｍ）進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展速率（ｄａ／ｄＮ）試驗(yàn)。試驗(yàn)按ＧＢ６３９８（金屬疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法》規(guī)定在圖７ＩＮＳＴＲＯＮ一１２５１型電液伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)取應(yīng)力比Ｒ＝０．２，試驗(yàn)頻率４０Ｈｚ，試驗(yàn)溫度為常溫。３個(gè)試樣的試驗(yàn)結(jié)果見圖７，按Ｐａｒｉｓ公式回歸ｄａ／ｄＮ－－Ａｋ關(guān)系曲線３．７落錘撕裂試驗(yàn)落錘撕裂試驗(yàn)原來主要用于根據(jù)斷口形貌確定鐵素體鋼的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度，目前也用于評價(jià)材料萬方數(shù)據(jù)ＣＰＶＴ汽車罐車罐體用ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的開發(fā)和試驗(yàn)研究ＶｏＥ７．Ｎ０３２０１０的斷裂韌度。本試驗(yàn)中對１３ｍｍ厚正火及正火加ＳＲ處理狀態(tài)鋼板取橫向試樣（試樣尺寸：１３７５ｍｍ×３００ｍｍ×４結(jié)論ｍｍ）進(jìn)行落錘撕裂試驗(yàn)。試樣缺口采（１）正火態(tài)的ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板具有６００ＭＰａ級(jí)的抗拉強(qiáng)度和良好的強(qiáng)韌性匹配，并且具有優(yōu)良的低溫抗拉性能；（２）正火及正火＋ＳＲ處理狀態(tài)的ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的韌脆轉(zhuǎn)變溫度均低于一２０℃；（３）正火及正火＋ＳＲ處理狀態(tài)的ＷＨ５９０表１１落錘撕裂試驗(yàn)結(jié)果用單邊壓制成型，試驗(yàn)按ＧＢ／Ｔ８３６３（鐵素體鋼落錘撕裂試驗(yàn)方法》進(jìn)行，以測定不同試驗(yàn)溫度下一次沖斷的試樣斷口形貌特征：韌性斷裂區(qū)（剪切斷裂區(qū)）、脆性斷裂區(qū)（解理斷裂區(qū)）及剪切面積百分?jǐn)?shù)（ｓＡ％）。試驗(yàn)時(shí)打擊能為２３６０Ｊ，試驗(yàn)結(jié)果見表１ｌ。（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板具有優(yōu)良的低溫韌性；（ＳＡ％）９８，９７９４，９４８６，８５２５．２５９９，９７９５．９５８８，８６３４，４ｌ試樣狀態(tài)試驗(yàn)溫度（℃）２０Ｏ剪切面積百分?jǐn)?shù)（４）正火態(tài)的ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板具有很好的抗疲勞性能。參考文獻(xiàn)：［１］許強(qiáng)，竇萬波，劉國慶．液化石油氣和天然氣儲(chǔ)運(yùn)裝備的現(xiàn)狀與展顰［Ｊ］．煤氣與熱力，２００１，２１（６）：５３０—５３２．正火狀態(tài)一２０—４０２０正火＋ＳＲ狀態(tài)Ｏ一２０—４０［２］陳曉，秦曉鐘．高性能壓力容器和壓力鋼管用鋼［Ｍ］．北京：機(jī)械工、１２出版社。２００７．如果按ＧＢ／Ｔ２１２３７－－２００７（石油天然氣輸送管用寬厚鋼板》及ＡＰＩＳＰＥＣ５Ｌ－２００７《管線鋼管規(guī)收稿日期：２０１０—０３—０５作者簡介：許強(qiáng)（１９６２一），男，教授級(jí)高工，主要從事石油化工和燃?xì)夤I(yè)專用儲(chǔ)運(yùn)裝備（球罐、油罐和槽車等）的新產(chǎn)品研究及國產(chǎn)化工作，通訊地址：２３００３１安徽省合肥市長江西路８８８號(hào)合肥通用機(jī)械研究院，Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｕｑｉａｎ９６２０８１ｌ＠１２６．ｃｏｍ。范》的規(guī)定，以２個(gè)試樣的剪切面積百分?jǐn)?shù)（ＳＡ％）平均值≥８５％為判據(jù)，則正火及正火加ＳＲ處理狀態(tài)ＷＨ５９０（１７ＭｎＮｉＶＮｂＲ）鋼板的延性裂紋止裂溫度均為一２０℃。（上接第５ｌ頁）那些沒有能力或沒有時(shí)間待掌握某種母材的焊接性能后再去擬定焊接工藝規(guī)程的單位，認(rèn)為在一定條件下，可以輸入外單位評定合格的焊接工藝，但條件是：（１）輸入的焊接工藝評定必須是用于承壓設(shè)備的焊接工藝評定文件；（２）當(dāng)焊件有沖擊試驗(yàn)要求時(shí)，不得使用輸入的焊接工藝評定；（３）輸入的焊接工藝評定，必須經(jīng)過本單位采用對接焊縫試件驗(yàn)證合格后方能在焊件上使用。注：１．切幾寬度約＜２ｍｉｌｌ；２．切斷前將管板加工到≥１３ｎｕｎ即可圖３試件接頭焊后的結(jié)構(gòu)與形式示意收稿日期：２０１０一Ｏｌ—ｌｌ修稿日期：２０１０—０１—２６１４外單位焊接工藝的輸入作者簡介：房務(wù)農(nóng)（１９６５一），男，教授級(jí)高工，一直從事承壓設(shè)備技術(shù)研究開發(fā)及工程總承包丁作，通訊地址：２３００３１安焊接工藝評定作用之一就是評定制造（或安裝）單位能否焊出符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接接頭。對于?１２?徽省合肥市長江西路８８８號(hào)合肥通用機(jī)械研究院，Ｅ—ｍａｉｌ：ｆａｎｇｗｕｎｏｎｇ＠２６３．ｎｅｔｏ萬方數(shù)據(jù)ContentsCoNTENTSChineseAbstract………………..IAbstract……………………………..IIIEnglish1Introduction(11.1PurposeandSignificance(11.2AnaerobicDigestionBasicPrinciple(21.3CurrentSituationsofResearchatHomeandAbroad(41.3.1OverseasDevelopmentStatusandTrendonTwo-phaseAnaerobicDigestionTechnique41.3.2DomesticDevelopmentStatusandTrendonTwo—phaseAnaerobicDigestionTechnique61.3.3StudyonApplicationsofRecycledAnaerobicDigestiveEffluent(6Effluent(81.3.4DevelopmentofAmmoniaNitrogeninRecyclingAnaerobicDigestive1.4InfluencingFactorofTwo—phaseAnaerobicDigestion(101.4.1Temperature(101.4.2pHandALK(111.4.3ORP(111.4.4ConcentrationandParticleDiameterofFermentedMaterial(111.4.5C/NofFermentedMaterial(121.5ContentandProgramofStudy(122Apparatus.MaterialandMethodforExperiments…………?142.1ExperimentalApparatus……………?142.2ExperimentalMaterial(152.3ApparatusandReagentsforExperiments............................................................?(152.4ExperimentalItemandMeasureMethod……………………??162.4.1ExperimentalItems(162.4.2MeasureMethodofItems(17EffluentAfterSolid—liquidSeparation………….?233StudyontheRecycledDigestive3.1PurposeandSignificanceoftheExperiment………………一233.2ExperimentalDraft(233.3ResultsandAnalysis(243.3.1VariationofpH(243.3.2VariationofVFA(263.3.3VariationofAmmoniaNitrogen(303.3.4VariationofCODRemovalRate(323.3.5VariationofVolumeGasProductivity…………………。343.3.6VariationofCH4Content(373.4Summary(38研究生學(xué)位論文獨(dú)刨聲明和使用授權(quán)書獨(dú)創(chuàng)聲明他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含未獲得——本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其(洼;塑逡直墓絲孟墨掛型虛墮的:奎攔互窒2或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作■,了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名:奪情日粉m年莎月礦日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)學(xué)校可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書學(xué)位論文作者簽名:和倚日期:勘加剝月加導(dǎo)師日期:力y9年運(yùn)輸包裝件振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)研究沈黎明,張華良,顧祖莉(上海大學(xué),上海200072摘要:在流通環(huán)境振動(dòng)分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了運(yùn)輸包裝件各種振動(dòng)試驗(yàn)的特點(diǎn)比較,并對隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的方案和實(shí)施過程等做了一定的研究,為運(yùn)輸包裝件的優(yōu)化設(shè)計(jì)打好了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:運(yùn)輸包裝;振動(dòng)試驗(yàn);測試中圖分類號(hào):TH87114文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):167224984(20050620217203ResearchonthevibrationtestsystemoftransportpackageSHENLi2ming,ZHANGHua2liang,GUZu2li(ShanghaiUniversity,Shanghai200072,ChinaAbstract:Basedontheanalysisofthepackagetransportationenvironment,differentvibrationtestsarecomparedinthispaper1Researchofmethodsandprocessesoftherandomvibrationtestsareincludedandthislaysthefoundationforoptimumdesignoftransportpackage1Keywords:Transportpackage;Vibrationtest;Testing收稿日期:2004209222;收到修改稿日期:2004212207經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和交通設(shè)施的不斷完善促進(jìn)了商品流通的迅猛增長。降低商品成本、減少資源消耗、減輕道路交通壓力的主要方法之一就是對商品運(yùn)輸包裝件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),而優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要手段之一就是振動(dòng)試驗(yàn)。1流通環(huán)境振動(dòng)分析包裝運(yùn)輸件在流通過程中受到的振動(dòng)主要來自于運(yùn)輸環(huán)節(jié),振動(dòng)強(qiáng)度在頻率軸上的分布(頻譜表示它與運(yùn)輸工具、裝載方式、路況等諸多因素有關(guān)。一般情況下,水運(yùn)和鐵路運(yùn)輸振動(dòng)對包裝運(yùn)輸件的影響要低于公路。下面的頻譜圖描繪了兩種車型在不同載荷下以時(shí)速8815千米行駛在某高速公路上時(shí)的振動(dòng)情況。圖1曲線A、B表示分別裝載了9072kg和18144kg貨物的彈簧減振汽車的振動(dòng)情況,曲線C、D表示分別裝載了2268kg和8165kg貨物的空氣減振汽車的振動(dòng)情況。圖1四條曲線都在頻率軸上出現(xiàn)了多個(gè)峰值,并且第一和第二峰值所在頻率不成倍數(shù)關(guān)系,可以判定各振動(dòng)系統(tǒng)都屬多自由度系統(tǒng)。四條曲線的第一峰值最大,均出現(xiàn)在2至5Hz范圍內(nèi)。第二大峰值的差異較大,曲線A、B出現(xiàn)在第二波峰上而曲線C則出現(xiàn)在第四波峰上,第一峰值的功率譜密度一般是第二大峰值的4到5倍。一般來說低于100Hz的振動(dòng)容易造成運(yùn)輸包裝件內(nèi)裝物的機(jī)械性損傷,因此,在運(yùn)輸包裝件的緩沖設(shè)計(jì)時(shí),往往比較注重對低頻振動(dòng)的吸收。2運(yùn)輸包裝件振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的激振方式一般運(yùn)輸包裝件的緩沖性能需要通過試驗(yàn)來進(jìn)行評定。原始的試驗(yàn)方法往往是將運(yùn)輸包裝件經(jīng)過實(shí)際的流通運(yùn)輸環(huán)節(jié),用這種試驗(yàn)方式來評定運(yùn)輸包裝的緩沖性能不確定因素較多、周期較長,因此,在條件允許的情況下,往往采用有振動(dòng)臺(tái)組成的振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)。振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的分類方法很多,其中根據(jù)激振頻率可分為定頻振動(dòng)試驗(yàn)、變頻振動(dòng)試驗(yàn)和隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。211定頻振動(dòng)試驗(yàn)第31卷第6期2005年11月中國測試技術(shù)CHINAMEASUREMENTTECHNOLOGYVol131No16Nov,2005定頻振動(dòng)試驗(yàn)就是在試驗(yàn)中將振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率維持在某一恒定值附近,由于大多數(shù)運(yùn)輸工具在運(yùn)輸途中的最大振動(dòng)峰值出現(xiàn)在低頻的2至5Hz,因此運(yùn)輸包裝件定頻振動(dòng)試驗(yàn)的振動(dòng)頻率規(guī)定為3至4Hz,振動(dòng)加速度控制在0175g±0125g范圍內(nèi)。定頻振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)在工作頻率附近表現(xiàn)出二階系統(tǒng)的特征,為了降低振動(dòng)激勵(lì)裝置的功率,常常將工作頻率選在非線性的共振區(qū)附近,由于定頻振動(dòng)試驗(yàn)的頻帶很窄(Δf趨于0,一般非線性問題在精度允許的誤差范圍內(nèi)可以忽略,所以這使得振動(dòng)的測量與控制變得比較容易。在實(shí)際運(yùn)用時(shí),很多影響運(yùn)輸包裝件的振動(dòng)問題也正好出現(xiàn)在試驗(yàn)頻率附近,因此,定頻振動(dòng)在運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)中得到了較多的使用。212變頻振動(dòng)試驗(yàn)大多數(shù)運(yùn)輸工具在運(yùn)輸中的參振系統(tǒng)為多自由度系統(tǒng),有時(shí)第二大振動(dòng)共振峰頻率正好與運(yùn)輸包裝件內(nèi)裝物的某一固有頻率一致,這時(shí)定頻振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果就很難評定被測運(yùn)輸包裝件的效果。因此為了能夠在運(yùn)輸工具振動(dòng)全頻率范圍內(nèi)評定運(yùn)輸包裝緩沖效果,可采用變頻振動(dòng)試驗(yàn)。變頻振動(dòng)又稱掃頻振動(dòng),即振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率將在某一范圍內(nèi)連續(xù)變化。通常運(yùn)輸包裝件變頻試驗(yàn)的頻率掃描范圍為3~100Hz,振動(dòng)臺(tái)最大加速度控制在0125~0175±011g,掃頻速度是每分鐘1/2個(gè)倍頻程。雖然大多數(shù)變頻振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的掃頻范圍經(jīng)過振動(dòng)系統(tǒng)的非線性共振區(qū),但是試驗(yàn)每一時(shí)刻的頻率還是單一的,所以在對工作臺(tái)激振時(shí)采用對不同頻率的定值補(bǔ)償便能在精度允許的誤差范圍內(nèi)完成試驗(yàn)。變頻振動(dòng)試驗(yàn)需要較長的時(shí)間,但對運(yùn)輸包裝件緩沖性能的評定則比定頻振動(dòng)完善。213隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)雖然變頻振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)軌蚋采w運(yùn)輸工具的振動(dòng)頻率范圍,但在任意時(shí)刻的振動(dòng)頻率則是單一的。而實(shí)際運(yùn)輸過程中運(yùn)輸包裝件受到運(yùn)輸工具的振動(dòng)激勵(lì)在頻率上(見圖1具有一定的帶寬,因此采用一定頻帶寬度激勵(lì)的振動(dòng)試驗(yàn)更能反映運(yùn)輸包裝件的緩沖性能。具有一定頻帶寬度的振動(dòng)試驗(yàn)并不存在隨機(jī)因素,但與隨機(jī)振動(dòng)一樣具有一定的頻帶寬度,從頻率分析上可采用類似的方法,因此,把具有一定頻帶寬度的振動(dòng)試驗(yàn)統(tǒng)稱為隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。3隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)方案實(shí)施運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)主要有信號(hào)處理器、振動(dòng)臺(tái)、測振傳感器等組成。311振動(dòng)機(jī)構(gòu)頻率特性運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)要求的振動(dòng)頻帶為3至100Hz,在此頻帶范圍內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)機(jī)構(gòu)的頻率特性與標(biāo)準(zhǔn)的二階系統(tǒng)模型比較接近,其幅頻特性函數(shù)A(f為:A(f=11-ffn22+2ξffn2式中:固有頻率fn、阻尼率ξ分別為:fn=12πkmζ=c2km其中:k、c、m分別是參振系統(tǒng)的剛度、阻尼系數(shù)和質(zhì)量。圖3為幅頻特性伯德圖,從圖中可見,只有當(dāng)阻尼率被調(diào)整在016至018且固有頻率高于100Hz時(shí),才能得到滿意的振動(dòng)譜。而運(yùn)輸包裝件振動(dòng)試驗(yàn)實(shí)際的參振系統(tǒng)很難達(dá)到如此高的固有頻率,因此只有通過頻率補(bǔ)償來滿足振動(dòng)激勵(lì)的要求。312激勵(lì)信號(hào)的合成運(yùn)輸包裝件振動(dòng)試驗(yàn)采用隨機(jī)信號(hào)是為了使試驗(yàn)更接近實(shí)際的流通環(huán)境,振動(dòng)信號(hào)可以將紀(jì)錄的實(shí)際流通環(huán)境振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行再生。但是,由于實(shí)際的流通環(huán)境變化因素很多,在對參振系統(tǒng)頻率補(bǔ)償?shù)确矫媸乖囼?yàn)變得過于復(fù)雜,比較可行的方法是根88中國測試技術(shù)2005年11月?lián)?shí)際情況,由計(jì)算機(jī)合成出振動(dòng)信號(hào)。方法是:(1包裝運(yùn)輸件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)一旦建立,其試驗(yàn)參振系統(tǒng)的阻尼系數(shù)和剛度的變化對試驗(yàn)結(jié)果的影響可以忽略,不能忽略的是試件質(zhì)量的影響。那么,通過試驗(yàn)前秤得試件重量且將其輸入信號(hào)處理器,處理器根據(jù)幅頻特性計(jì)算式算出3至100Hz頻段內(nèi)的補(bǔ)償曲線