GB/T 21143—2014中直流电位法的讨论

电位法作为准静态断裂韧度测量标准GB/T 21143—2014中推荐的方法之一,在某些情况下可对常用的柔度法不便测量的试样进行辅助测量。为了验证电位法在断裂韧度测量中的实际效果,按照标准中规定的直流电位法对试样进行了断裂韧度的测试,并将测试结果与柔度法进行对比。结果发现：GB/T 21143—2014中的方法1,即间接测量法可以更准确简便地测量裂纹的长度,结果与柔度法相当;而方法2,即直接测量法,在实际试验中不容易控制裂纹测量的准确性,准确性与便捷性均不如方法1。     

GB/T 21143—2014中直流电位法的讨论

电位法作为准静态断裂韧度测量标准GB/T 21143—2014中推荐的方法之一，在某些情况下可对常用的柔度法不便测量的试样进行辅助测量。为了验证电位法在断裂韧度测量中的实际效果，按照标准中规定的直流电位法对试样进行了断裂韧度的测试，并将测试结果与柔度法进行对比。结果发现：GB/T 21143—2014中的方法1，即间接测量法可以更准确简便地测量裂纹的长度，结果与柔度法相当；而方法2，即直接测量法，在实际试验中不容易控制裂纹测量的准确性，准确性与便捷性均不如方法1。     

δ相对GH4169合金强韧性的影响规律研究

通过断裂韧度J0.2BL以及冲击韧性测试研究了δ相百分含量对GH4169合金韧性的影响。结果表明,随固溶温度增加,δ相含量从1.54%降低到0.045%,晶粒尺寸从12.59 μm长大到35.21 μm,δ相含量对拉伸强度无显著影响,但断裂韧度J0.2BL从112 KJ/m增加到355 KJ/m, 冲击韧性从35 J增加到75 J。δ相的析出会导致其周边出现无γ″相析出区,当大量δ相沿晶界分布时,则沿晶界形成无强化相析出带,在应力作用下,δ相与无强化相析出区基体的应变差会导致界面开裂、形成孔洞。在无强化相析出区孔洞快速连接形成裂纹,裂纹沿晶扩展与空洞汇合,降低了裂纹扩展阻力,加速了裂纹的扩展。因此δ相的存在为裂纹提供了扩展通道,降低了材料的塑韧性。     

δ相对GH4169合金强韧性的影响规律

通过断裂韧度J_(0.2BL)以及冲击韧性测试研究了δ相含量对GH4169合金韧性的影响。结果表明,固溶温度从940℃增加到980℃,δ相含量从1.54%降低到0.045%,晶粒尺寸从12.59μm长大到35.21μm,δ相含量对拉伸强度无显著影响,但断裂韧度J_(0.2BL)从112 kJ/m~2增加到355 kJ/m~2,冲击韧性从35 J增加到75 J。δ相的析出会导致其周边出现无γ'相析出区,当大量δ相沿晶界分布时,则沿晶界形成无强化相析出带,在应力作用下,δ相与无强化相析出区基体的应变差会导致界面开裂、形成孔洞。在无强化相析出区孔洞快速连接形成裂纹,裂纹沿晶扩展与空洞汇合,降低了裂纹扩展阻力,加速了裂纹的扩展。因此δ相的存在为裂纹提供了扩展通道,降低了材料的塑韧性。     

基于单边缺口拉伸试样的环缝接头阻力曲线确定方法对比

近些年单边缺口拉伸(SENT)试样被用于管道基于应变的设计与评估,并且相关机构发展了一些断裂韧性的测试标准,包括DNVGL-RP-F108,CANMET,BMT,USP以及英国国家标准BS 8571等. 但相关测试标准之间在测试原理、测试方法以及断裂韧性计算方法上还存在较大差异,有必要对它们之间的区别进行进一步的研究. 文中以API X80管线钢环缝接头为研究对象,对夹持式单边缺口拉伸(SENT)试样的裂纹尖端张开位移(δ)和J积分阻力曲线不同确定方法进行了对比. 结果表明,通过拟合计算J-R曲线、δ-R曲线以及初始断裂韧性值J_0.2和δ_0.2,给出了SENT试样断裂韧性阻力曲线计算的推荐公式.     

用J_R阻力曲线研究几种钛合金的断裂韧性

本文采用标准的J积分试样(15×18×82mm)测试了Ti-Al-Mo,Ti-Al-Mo-Zr和Ti-4Al-O.005B(TA5)合金的J_R阻力曲线,并与TC4等合金进行了比较。文章还对试验合金的J积分试样做了断口分析。试验表明,新合金的J_R阻力曲线为直线型,其后裂韧度Ji为88kJ/m~2,条件断裂韧性J_(0.2),达127.5kJ/m~2,比TA5和TC4合金的相应值高得多。新合金有很高的裂纹承载能力,作为中强高韧钛合金用于舰船结构材料是非常合适的。     

浅析CTOD和J积分的关系

推导了CTOD和J积分的关系,并且从试验角度利用三点弯曲试样进行CTOD试验,根据ASTM E1820对GB/T 21143—2014中公式34进行了评价,研究表明,在小屈服范围内,采用裂纹嘴张开位移可以同时得到CTOD和J积分,从而可以简化J积分的试验装置。     

高碳钢中珠光体片层与先共析铁素体对断裂韧性的影响

以珠光体钢为研究对象,在不同盐浴温度下等温获得不同特征的珠光体组织。进行了力学性能测试与准静态断裂韧性(J0.2BL)测试,在扫描电子显微镜(SEM)下观察了微观组织与裂纹扩展路径。研究结果表明,珠光体片层间距与铁素体量对断裂韧性具有显著影响,裂纹扩展阻力由珠光体片层间距以及先共析铁素体含量共同决定,根据不同组织对裂纹扩展阻力的贡献值珠光体钢裂纹扩展总阻力可用表达式δ(SUM)=k'δ(P)+kδ(F)来进行描述,随着等温温度的增加,珠光体片层间距与先共析铁素体量增加,珠光体钢裂纹扩展总阻力呈先上升后下降的趋势,与J0.2BL实验结果具有一致的趋势。     

金属力学性能试验术语

8.19 表观启裂韧度apparent crack initiation toughness J_R阻力曲线与钝化线的交点相应的J值。 8.20 延性断裂韧度(J_(IC))ductile fracture toughness按GB2083方法测定的J_(IC)值定义为延性断裂韧度。它与裂纹开始扩展时的J值接近,是裂纹起始稳态扩展时J的工程估计值。     

金属力学性能试验术语

8.19 表观启裂韧度apparent crack initiation toughness J_R阻力曲线与钝化线的交点相应的J值。 8.20 延性断裂韧度(J_(IC))ductile fracture toughness按GB2083方法测定的J_(IC)值定义为延性断裂韧度。它与裂纹开始扩展时的J值接近,是裂纹起始稳态扩展时J的工程估计值。 8.21 条件启裂韧度conditional crack initiation tonghness表观裂纹扩展量为     

GB/T 7736标准新旧版本的比较

在与旧版本进行比较的基础上介绍新修订的GB／T7736—2001标准，新标准在各章都有不同程度的修改．主要增加了平底孔的相关内容、对比试样的计算公式以及判别缺陷的界限等内容。较之旧标准，新标准更完善合理。     

预制裂纹长度对30Cr2Ni4MoV钢断裂韧性的影响

采用多试样法对汽轮机转子材料30Cr2Ni4MoV钢进行准静态断裂韧性试验,拟合J-Δa阻力曲线并计算J_(0.2BL),通过研究对比不同预制裂纹长度对试验结果的影响,确定最适宜的预制裂纹长度。     

P92钢高温断裂韧性的试验

文中以P92耐热钢为研究对象，研究了不同尺寸的开侧槽和不开侧槽的紧凑拉伸试样在630 °C下的断裂韧性，得到了相应的的阻力曲线及断裂韧度J_Q. P92钢在高温下为典型的韧性断裂机制. 基于三维有限元计算对侧槽的拘束效应进行表征，结果表明，侧槽可明显提高试样的拘束水平，试样尺寸越小，J阻力曲线差异越明显. 随载荷增大，非侧槽试样的拘束变化更明显，开侧槽将导致试样阻力曲线不同. 试样尺寸及结构的改变，对韧性材料的阻力曲线影响较大，而对断裂韧度值影响较小. 试样开侧槽之后裂纹扩展更平齐，可优化断裂韧性试验过程.     

X56钢焊接接头J-R曲线的研究

根据BS7448断裂韧度试验标准,采用多试样方法,测试了X56管线钢焊接接头的低温(-5℃)J-R曲线。取尺寸为B(板厚)×2B、缺口方向为板厚方向、带预制疲劳裂纹的标准试样进行三点弯试验。采用两个夹式引伸计在-5℃下分别得到焊缝和热影响区(HAZ)的双P-V曲线来计算施力点位移,从而得到J积分值。然后对数据点进行拟合得到J-R曲线,计算出J0.2,确定了材料的断裂韧度。通过对HAZ试样剖面分析表明,所有试样的裂纹尖端全部落在HAZ,从而验证了试验结果的可靠性。试验将BS7448标准应用于焊接接头J-R曲线的测定,试验结果为ECA评估提供了重要依据。     

GB/T8162-2018《结构用无缝钢管》标准述评

简述GB/T 8162—2018《结构用无缝钢管》新标准的修改情况,从标准的采标及尺寸允许偏差方面与国内外相关标准进行对比,分析新标准增加或删减的牌号和化学成分、钢管制作方法、力学性能、镀锌层等技术指标,并对GB/T 8162—2018新标准的执行提出建议。分析认为:GB/T 8162—2018标准中删除的12CrMo、15CrMo、12CrMoV、12Cr1MoV等牌号的产品应按照GB/T 6479—2013、GB/T 9948—2013和GB/T 5310—2017订货;GB/T 1591—2018新标准中的修改内容并未在GB/T 8162—2018体现,应对GB/T 8162—2018适时进行相应修改,使不同钢材产品的要求保持一致,方便下游设计选材。     

基于BS 7910海底外输管线ECA评估

依据英国标准BS 7910对海底外输管线API5L X56焊接接头焊趾处表面裂纹进行了ECA(engineering critical assessment)评定.评定根据母材和全焊缝拉伸试验结果建立评定曲线;根据英国标准BS 7448:Part 4采用多试样方法进行了低温断裂韧度试验,建立了焊缝和HAZ的CTOD-R阻力曲线,从而确定了启裂CTOD值δ0.2.在评定计算中取不同水深的应力最大值,分别考虑应力集中和残余应力的影响,针对无错位和最大错位情况,给出了在铺设条件下的容许表面裂纹尺寸.为管线铺设工程中的焊接缺陷验收和拒收提供了依据.     

关于J积分测定方法的比较及相关问题的讨论

采用多试样方法,应用国内外不同标准测试了X56管线钢焊接接头的低温(-5 ℃)J-R曲线并对结果进行了分析比较.采用两个夹式引伸计在-5 ℃下分别得到焊缝和热影响区(HAZ)的双P-V曲线来计算施力点位移,从而得到J积分值.然后对数据点分别根据国家标准GB2038-91和英国标准BS7448进行处理.结果表明,BS7448标准在钝化线、各界限确定等方面存在着很大的优越性,能够拟合得到J-R曲线,计算出J0.2,确定了材料的断裂韧度.而根据国家标准GB2038-91没有合格数据点,从而不能进行断裂韧度的计算.     

不锈钢和耐热钢牌号新旧标准对比

国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会于2007年3月9日发布了《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》(GB/T20878-2007)新标准,并于2007年10月1日实施。同时变动的标准有GB/T1220(不锈钢棒)及GB/T1221(耐热钢棒),由原来的1992年版本改为2007年版本。新标准规定的牌     

裂纹扩展量△a的测量方法对J_R阻力曲线的影晌

一、前言作为阻力曲线的重要参数△a的测量精度,在J积分试验中占有重要地位,而如何确定△a值是一个值得进一步研究的问题。中国、日本和美国先后制定和公布了J积分的试验标准,本文就三国标准中对裂纹扩展量△a的测量方法的规定作一比较,探讨一下其对J_R阻力曲线的影响,比较它们的合理性和适用性。二、试验用钢试验用钢为40Mn2V,其化学成分和力学性能列于表1。     

1Cr18Ni9Ti/20G双金属爆炸焊接界面裂纹的扩展行为

利用奥氏体不锈钢／低碳锅炉钢（1Cr18Ni9Ti/20G）爆炸焊接复合板，通过电子束焊接得到带有界面裂纹的三点弯曲J积分裂纹扩展阻力试样和四点弯曲疲劳试样。分别进行了带界面裂纹材料和相应单一材料试样的裂纹扩展阻力曲线及其疲劳扩展行为的实验研究。结果表明：双材料界面裂纹的静态和动态扩展阻力均低于裂纹在相应单一材料中的扩展阻力。