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随着工业的快速发展,液氧、液氮、液氦、液氢和液化天然气等低温液体被广泛应用于各领域,而奥氏体不锈钢压力容器作为低温液体的主要深冷容器储运设备,也得到了快速发展。日益增长的深冷储运设备需求和节能减排要求,使得应变强化技术应运而生,有效实现低温容器的轻量化,现已得到广泛应用,经济社会效益显著。国内应变强化技术目前发展已较为成熟,也启动了该技术的国家标准编制工作,国内外对于该技术的相关研究也从未间断,然而仍存在若干问题需进行深一步的探讨研究。在材料预拉伸方式方面,焊接工艺评定中目前存在不同的预拉伸方式,不同的预拉伸方式将产生不同的塑性变形;在容器强度裕度方面,对于设计温度较高的液态二氧化碳储罐,虽然符合国外标准的适用范围,然而国内却并未将应变强化技术应用到储罐的设计中;在封头制造工艺方面,冲压工艺对于材料后续的力学性能影响目前也尚未明确,因此开展以上方面的研究具有重要的意义。在浙江省重点科技创新团队项目(项目编号2010R50001)、中央高校基本科研业务费专项资金(项目编号2014FZA4024)、中国博士后科学基金(项目编号2014M551731)等的支持下,本文针对S30408奥氏体不锈钢材料,对应变强化技术中存在的若干问题,开展了以下工作:(1)从我国应变强化技术应用出发,明确焊接工艺评定预拉伸目的及合格指标,并结合实际容器在应变强化过程中产生的塑性变形,对目前国内存在的三种预拉伸方式进行分析比较,从塑性变形、操作难易、标准规定等角度出发,寻求一种合适的焊接工艺评定预拉伸方式与评定指标。(2)根据液态二氧化碳储罐设计温度及工作温度,在室温、-40℃~-20℃下对母材及预应变材料进行拉伸试验研究,基于材料性能开展容器爆破试验有限元仿真模拟,从等效塑性变形、爆破压力及强度裕度等角度出发,探讨了液态二氧化碳储罐按照应变强化设计的强度储备。(3)根据不同规格、不同冲压工艺成形封头的塑性变形与形变诱发马氏体相变量变化规律,并结合国内外相关标准,探讨了控制封头成形性能的合理指标。同时从温冲压成形封头的关键部位进行取材,开展了在室温与低温下材料的拉伸与冲击试验,研究了温冲压工艺对材料性能的影响规律。