集装箱船用高强度厚钢板止裂韧性指标值的初步实验验证

针对大型集装箱船用85 mm和90 mm高强度EH40和EH47厚钢板,结合最大设计应力和不同止裂韧性值对应的温度,开展了等温型双重拉伸试验,以验证止裂韧性技术指标值(板厚80 mm时-10℃下止裂韧性Kca≥8 000 N/mm~(3/2))的有效性。结果表明,对于试验用高强度厚钢板,在-10℃、K_(ca)=8 000 N/mm~(3/2)条件下,钢板能够止裂,技术指标值有效。     

摆锤刀刃半径对SA508Gr.3Cl.2钢冲击试验结果的影响

冲击试验标准ASTM E23—16b和EN 10045-1:1990,对于摆锤刀刃半径的要求分别为8mm和2 mm,为了研究这两种摆锤刀刃半径对于冲击试验结果的影响,依据这两个标准对SA508Gr.3Cl.2钢进行了系列温度冲击试验,并对断口形貌进行了观察。结果表明:摆锤刀刃半径对冲击吸收能量、侧膨胀值、剪切断面率以及韧脆转变温度等均有影响;总体上在韧性区和脆性区即低能量和高能量范围内,2 mm摆锤刀刃半径测得的数值小于8 mm摆锤刀刃半径测得的,在韧脆转变温度范围内,两者之间没有明显的大小关系。     

不同摆锤刀刃对管线钢夏比冲击试验的影响及分析

为比较不同摆锤刀刃锤头对冲击试验结果的影响,采用8mm摆锤刀刃锤头和2mm摆锤刀刃锤头对X65管线钢进行系列夏比冲击试验,对测得的冲击能量进行比较分析。结果表明:在较高的能量范围内,采用8mm摆锤刀刃比采用2mm摆锤刀刃测得的冲击吸收能量高;随着试验温度的降低,两种不同摆锤刀刃下的冲击吸收能量值均逐渐减小,采用8 mm摆锤刀刃测得的冲击吸收能量下降更多;在较低的能量范围时,两者之间的差值变小;采用8 mm摆锤刀刃确定的韧脆转变温度高于采用2 mm摆锤刀刃确定的韧脆转变温度。     

摆锤刀刃半径对夏比冲击试验结果的影响

采用8mm和2mm两种摆锤刀刃半径分别对低、中、高3个冲击吸收能量等级的3种锻件钢材进行了系列温度夏比冲击对比试验,研究了摆锤刀刃半径对冲击吸收能量、侧膨胀值、剪切断面率以及韧脆转变温度的影响。结果表明:低、中、高能量3种钢材的对比试验都呈现出较为明显的差异,即采用8mm摆锤刀刃半径测得的冲击吸收能量要高于采用2mm摆锤刀刃半径测得的,但是该种差异在上、下平台附近时逐步缩小;用两种摆锤刀刃半径测得的冲击延性指标,如侧膨胀值和剪切断面率也存在相对应的结果;不同摆锤刀刃半径系列温度冲击试验测得同一材料的韧脆转变温度也不相同。     

船用低合金高强钢止裂温度相关性研究

为研究不同温度场条件下所测止裂温度的相关性,针对4种批号船用低合金高强钢,分别开展等温型双重拉伸试验和梯度温度型（以下简称“梯温型”）双重拉伸试验,测得了等温型止裂温度和梯温型止裂温度。结果表明,在同一主拉伸应力水平下,梯温型止裂温度值均高于等温型止裂温度值,两者差值与主拉伸应力近似呈线性增长关系、与板厚近似呈二次函数关系。从能量角度对等温型和梯温型双重拉伸试验过程进行分析,确定了影响等温型止裂温度和梯温型止裂温度相关性的主要因素为主拉伸应力、无塑性转变温度和板厚,同时初步给出了相关性表达式。4种批号钢板的试验结果表明,所建立的表达式能够较好地表征板厚不大于80 mm的船用低合金高强钢的等温型止裂温度和梯温型止裂温度的相关性。      

MTS万能材料试验机在石油管材止裂韧性测试中的应用

建立起以MTS810.15万能材料试验机为主体的材料止裂韧性试验装置,对石油天然气输送管材进行了平面应变止裂韧性(K_(la))测试.结果表明可以运用MTS万能材料试验机进行材料止裂韧性试验,并对材料的止裂韧性进行了分析探讨.     

梯温型宽板拉伸止裂试验中的参量相关性分析

对梯温型宽板拉伸止裂试验中的止裂韧性K_(ca)、止裂温度T_K、止裂应力σca的相关性规律进行了理论分析,结果表明,相同温度下的止裂韧性和止裂应力呈线性关系,其线性系数由试板宽度Ws、温度场参数(T150、GT)和温度T_K确定;对21组试验数据的统计分析结果验证了该相关性规律。     

运用仪器化冲击试验评价低合金高强钢的冲击性能

基于仪器化冲击试验所记录的冲击载荷-位移曲线,定量分析了含钛铌镍低合金高强钢在-70℃冲击断裂瞬时的能量分布特征。结果表明:冲击吸收能量可以分为止裂能量及裂纹扩展能量两部分;910℃正火保温时间对该低合金高强钢的止裂能量影响较小,而对其裂纹扩展能量的影响显著。同时,通过显微分析手段分析了该低合金高强钢强韧化性能的微观机理。     

MTS万能材料试验在石油管材止裂韧性测试中的应用

建立起以ＭＴＳ８１０．１５万能材料试验机为主体的止裂韧性试验装置，对石油天然气输送管材进行了平面应变止裂韧性测试，结果表明可以运用ＭＴＳ万能材料试验机进行材料止裂韧性试验，并对材料的止裂韧性进行了分析探讨。     

船体钢止裂性能表征参量止裂温度和止裂韧性的对比分析

基于AH36、EH36和FH500三种船体钢的梯度温度场型双重拉伸试验结果,对止裂温度和止裂韧性分别作为止裂性能表征参量的特点进行了分析。结果表明,与止裂韧性相比,止裂温度测试稳定性好、工程适用性好,更宜作为船体钢止裂性能的工程应用表征参量。     

双重拉伸试验方法与ESSO试验方法等效性研究

针对船用高强度厚钢板分别开展了梯度温度型双重拉伸试验和梯度温度型ESSO试验,分析了两种试验方法的等效性。结果表明,在试验误差范围内,两种试验方法所测结果基本一致,在高强度厚钢板止裂性能评价方面具有等效性。同时,基于能量守恒原理对等效性机理进行了初步分析。     

高强度厚钢板止裂韧性K_(ca)与常规力学性能的相关性分析

统计分析了28组采用TMCP工艺制造的高强度厚钢板-10℃止裂韧性K_(ca)与屈服强度R_(P0.2)、抗拉强度R_m、-40℃冲击功KV_2、-20℃和-40℃动态撕裂能DTE、零塑性转变温度T_(NDT)的相关性规律,结果表明,-10℃止裂韧性K_(ca)与心部抗拉强度R_m和侧面零塑性转变温度T_(NDT)的相关度较高,随着心部抗拉强度R_m的增高和侧面零塑性转变温度T_(NDT)的降低,-10℃止裂韧性K_(ca)增大;在此基础上建立了-10℃止裂韧性K_(ca)与心部抗拉强度R_m、侧面零塑性转变温度T_(NDT)和板厚t的相关性方程K_(ca)=13.358·R_m-90.530·T_(NDT)-7.324·t~(1.5)或K_(ca)=13.427·R_m-74.845·T_(NDT)-0.635·t~2。     

10Ni5CrMoV钢低温冲击断裂行为研究

采用示波冲击试验方法，研究了１０Ｎｉ５ＣｒＭｏＶ钢在冲击断裂过程中各部分能量与温度的关系。在２０℃～－１００℃温度范围内，裂纹形成功（Ｅｉ）基本不变，裂纹扩展功（Ｅｐ）显示与总冲击功相一致的转变特征。在上平台，１０Ｎｉ５ＣｒＭｏＶ钢具有高的裂纹扩展功，Ｅｐ＞１００Ｊ；在转折区，钢的韧脆转变平缓。试验结果表明，Ｅｐ＝Ｅｉ对应的温度可作为韧脆转折温度。本试验钢的韧脆转折温度低达－８５℃，具有优良的低温韧性。     

高强度厚钢板止裂韧性K_(ca)影响因素分析

统计分析了26组采用TMCP工艺制造的高强度厚钢板-10℃止裂韧性(K_(ca)~(-10℃))与碳当量(C_(eq))、晶粒度(GS_)、磷含量(w(P))和板厚(t)的相关性规律,结果表明,提高碳当量、增大晶粒度、降低杂质元素磷的含量、减小板厚均有利于止裂韧性的提高,在此基础上建立了止裂韧性与碳当量、晶粒度、磷含量和板厚的回归方程:K_(ca)~(-10℃)=23 443.45·C_(ep)+276.51·G_S-0.77·w(P)·t~3-2.75·t~(1.5)。     

Event-based lattice modeling of strain-hardening cementitious composites

Temperature gradient type ESSO test is one of the most popular test methods for evaluating the brittle crack arrest toughness, \(K_{ca}\). However, test conditions which are specimen shape, tab plate shape, applied stress and temperature gradient affect \(K_{ca}\). This document reports effects of specimen geometries that are specimen width, tab plate length, tab plate thickness and tab plate width on \(K_{ca}\) evaluation. In addition, effects of applied stress and temperature gradient have also been investigated. Temperature gradient type ESSO tests are conducted at three different steel mills in Japan. Then, test conditions were varied and test results were compared. In the result, influence range of effect specimen width, tab plate thickness, applied stress and temperature gradient were demonstrated. The applicable range of specimen geometry, applied stress and temperature gradient were clarified and implemented to the brittle crack arrest standard.     

10CrNi3MoV钢的韧性研究

采用夏比冲击、裂纹源落锤和动态撕裂试验，研究了１０ＣｒＮｉ３ＭｏＶ钢的低温韧性，对韧性较高的原因也进行了分析讨论。结果表明：冲击曲线的上平台转变温度在－２０℃以下，韧脆转变温度ＥＴＴ５０和ＦＡＴＴ５０在－１１０℃以下；ＴＮＤＴ低于－７０℃，－４０℃的动态撕裂能在１０００Ｊ以上。     

裂隙岩体冲击韧性及破坏模式实验

为研究裂隙对岩体冲击韧性及破坏模式的影响规律,以及裂隙岩体在高应变率下的动态破坏特征,采用摆锤式冲击实验机对裂隙及完整岩体进行了不同冲击速度、不同裂隙条件下的冲击实验。实验结果表明,对长度相同的完整试件而言,试件直径越大,即试件体积越大,试件破碎就越充分,断面也越不规整;试件中的裂隙长度越长,试件破坏时的吸收功就越小,冲击韧性也越小,试件吸收功和冲击韧性随裂隙长度的增加而减小;试件裂隙角度越大,试件破坏断面就越不规整,试件破坏后的块度也越不均匀,试件吸收功和冲击韧性随裂隙倾角的增大而减小。     

Study of mode I crack dynamic propagation behaviour and rock dynamic fracture toughness by using SCT specimens

To study crack dynamic propagation behaviour and rock dynamic fracture toughness, a single cleavage triangle (SCT) specimen was proposed in this paper. By using these specimens and a drop‐weight test system, impact experiments were conducted, and the crack propagation velocity and the fracture time were measured by using crack propagation gauges. To examine the effectiveness of the SCT specimen and to predict the test results, finite difference numerical models were established by using AUTODYN code, and the simulation results showed that the crack propagation path agrees with the test results, and crack arrest phenomena could happen. Meanwhile, by using these numerical models, the crack dynamic propagation mechanism was investigated. Finite element code ABAQUS was applied in the calculation of crack dynamic stress intensity factors (SIFs) based on specimen dimension and the loading curves measured, and the curves of crack dynamic SIFs versus time were obtained. The fracture toughness (including initiation toughness and propagation toughness) was determined according to the fracture time and crack speeds measured by crack propagation gauges. The results show that the SCT specimen is applicable to the study of crack dynamic propagation behaviour and fracture toughness, and in the process of crack propagation, the propagation toughness decreases with crack propagation velocity, and the crack arrest phenomena could happen. The critical SIF of an arrest crack (or arrest toughness) was higher than the crack propagation toughness but was lower than the initiation toughness.     

10CrNi3MoV钢焊接热影响区组织和性能研究

通过热模拟试验研究了１０ＣｒＮｉ３ＭｏＶ 钢在线能量为１５～１００ｋＪ／ｃｍ 范围内时焊接热影响区（ＨＡＺ）组织和性能的变化规律。结果表明,经过一次热循环后,特别是峰值温度为１３００℃时,冲击韧性显著降低。金相分析表明,冲击韧性的降低与组织和晶粒粗大有关,但总体低温冲击韧性能够保持在较高的水平上（Ａ ｋｖ,－ ５０℃＞６０Ｊ）。经过二次热循环后,线能量较低时,热影响区冲击韧性得到改善;线能量较高时,热影响区冲击韧性大大降低