低周疲劳破坏是LNG船舶服役过程中主要的破坏形式之一,其相关性能的研究非常重要。本课题对20mm厚9Ni钢进行手工焊条电弧焊,对得到的接头进行常温环境(应变幅为0.25%、0.30%、0.60%)和低温环境(应变幅为0.60%)的低周疲劳性能测试。测试结果表明,常温下(23℃),9%Ni钢手工电弧焊接头的应变幅-寿命关系呈幂函数下降趋势,总应变幅越高,疲劳寿命越低。保持应变幅恒定为0.60%的情况下,试样在低温(-180℃)环境中疲劳寿命平均增加27%。高应变幅时,试样在室温时主要呈现循环软化特征,在低温时则具有显著的循环硬化特征。相对于室温来说,低温时裂纹萌生难度增加。不同温度下疲劳断口的疲劳源区基本都表现为多源性特征,疲劳裂纹扩展区在疲劳断口上所占面积最大,低温环境失稳断裂区韧窝浅且数量少,相比于常温下韧性更差。不论常温还是低温,裂纹萌生和最终断裂面主要都在焊缝区域,在低温环境下,焊缝金属脆性增加,断口截面几乎垂直于工件。接头组织分析表明,母材的组织主要为回火马氏体,其综合性能最优,热影响区组织为粗大的板条状马氏体,相比于母材硬度增加,但韧性下降,焊缝的组织为奥氏体枝状晶,相比于母材和热影响区硬度最低,晶界的析出相和碳化物等容易形成位错形核区,在低温下相变和迁移更加困难,导致裂纹源萌生更加困难,使得低温疲劳寿命增加。