Kq的厚度效应较小。而裂纹长度对Kq有一定的
aΠW≈01aΠW≈01温度Π℃ 试验值 平均值 20 □ ■
-20 ○ ●-60 △ ▲
温度Π℃ 试验值 平均值 20 □ ■
-20 ○ ●-60 △ ▲
影响。在-60～20℃的温度范围内,aΠW=012时测得的Kq值均大于相同温度下aΠW=015时测得—44
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图5 Kq、J0、Jt与试样厚度的关系
Fig1
5 VariationofKq,J0andJtwithspecimenthickness
X70管线钢的断裂韧性
第5期 杨 政等:X70管线钢的断裂韧性 10月
越强,所产生的分层裂纹尺寸越大,密度越高。另一方面,分层裂纹的存在释放了局部离面应力约束,减小了断裂时试样的有效厚度,从而削弱了材料断裂的厚度效应。由试验值可以看出:随着试样厚度的增加,无论是aΠW=012或是aΠW=015时所测得的J0和Jt值都不像常规材料那样减小,而是随着厚度的增加基本保持不变或略有增加。因此,对于存在分层裂纹的韧性断裂,普通金属材料的韧性试验方法和材料评价方法已不再适用。 由破坏断口分析可知:试验温度为-60℃的试样为脆性断裂但从图3不同:,宽度较小,。此外,除了在试样厚度中部出现主要分层裂纹外,未发现韧性断裂条件下出现的1Π4厚度处密集的二次分层裂纹。因此,分层裂纹的出现对脆性断裂的厚度效应影响较小。从图5(b)和图5(c)可以看出:试验温度为-60℃时,随着试样厚度的增加,所测得J0值和Jt值减小,这与普通金属材料断裂韧性的测试结果是一致的。
层裂纹。分层裂纹产生的位置与试验温度和裂纹初始长度有关。
(4)由于分层裂纹产生于主裂纹扩展之前,且分层裂纹降低了试样的厚度效应,因此试样厚度和试验温度对Kq的测试值影响较小。
(5)裂纹长度对J0和Jt的测试值有一定的影响。在-60～20℃的温度范围内,裂纹初始长度较小的试样测得的J0和Jt。对于韧性断裂,由削弱了材料断裂的J0和Jt基本不随试样厚度而变或略有增加。所以对于有分层裂纹出现的韧性断裂,普通金属材料的韧性试验方法和材料评价方法已不再适用。至于脆性断裂,试样破坏时也产生分层裂纹,但形成于距主裂纹根部一定距离处,而且分层裂纹的宽度较小,未充分张开。因此,分层裂纹的出现对脆性断裂的厚度效应影响较小。 总之,由于高强度、高韧性的X70管线钢组织中产生了分层裂纹,其力学性能与具有普通强度和韧性的钢材存在明显的差异。分层裂纹降低了试样的厚度效应,普通金属材料的韧性试验方法和材料评价方法已不再适用。测试及分析时必须考虑管道壁厚、缺陷尺寸和环境温度的综合作用。
参考文献:
[1] 郭万林,董蕙茹,杨 政,等.厚度与分层的耦合效应对X60
4 结 论
在不同的试验温度下,通过对不同厚度和不同裂纹初始长度的X70管线钢三点弯曲断裂韧性试验
结果和试样破坏断口进行分析,可得出如下结论: (1)在达到最大承载能力之前,温度对载荷2加载点位移曲线的影响较小。在尾部的失稳扩展阶段,剩余承载能力随温度下降明显降低。随着试验温度的降低,试样的破坏方式由韧性破坏向脆性破坏转换。
(2)由于厚度方向存在离面应力约束作用和塑性变形,所有试样的断面都产生沿厚度方向的收缩,收缩程度与试样厚度和试验温度有关。试样厚度增加时,应力约束提高,收缩加剧;试验温度降低时,收缩减小。
(3)不同厚度试样的破坏断口均产生分层裂纹。对于试验温度较高的韧性断裂,厚度较大的试样断面中部存在长度和宽度较大的一次分层裂纹,在1Π4厚度处存在密集的二次分层裂纹;而厚度较小的试样仅产生长度和宽度较小的分层裂纹;对于试验温度较低的脆性断裂,除了在试样厚度中部产生主要的分层裂纹外,未发现与韧性断裂时类似的二次分
管线钢断裂韧性的影响[J].金属学报,2001,37(4):3862390.
[2] GuoW,DongH,LuM,etal.TheCoupledEffectsofThickness
andDelaminationonCrackingResistanceofX70PipelineSteel[J].InternationalJournalofPressureVesselsandPiping,2002,79(6):4032412.
[3] 郭万林,董蕙茹,杨 政,等.X60管线钢非穿透裂纹体的断
裂研究[J].金属学报,2001,37(6):5792584.
[4] 中国石油天然气(集团)公司石油管材研究所.西气东输管线
X70试验卷板试验评价报告[R].西安:中国石油天然气(集
团)公司石油管材研究所,2000.
[5] GB4161284,金属材料平面应变断裂韧性KIC试验方法[S].[6] ASTME399283,StandardTestMethodforPlane2StrainFracture
ToughnessofMetallicMaterials[S].
[7] HertzbergRW.DeformationandFractureMechanicsofEngi2
neeringMaterials[M].NewYork:JohnWiley&Sons,1976.[8] ASTME813281,MetallicMaterials2StandardTestMethodfor
JIc,aMeasureofDuctileFractureToughness[S].
[9]
GB2038291,金属材料延性断裂韧度JIC试验方法[S].
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