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)。     

高强度钢板止裂性能与常规力学性能的相关性分析

统计分析了15组高强度钢板止裂温度CAT与抗拉强度Rm、韧脆转变特征温度ETT50、无塑性转变温度NDT、碳当量Ceq、韧脆转变特性参量k和板厚t的相关性规律。在此基础上建立反映其内在联系的相关性方程:(1)CAT=2.88·NDT-0.002 4·R_m·NDT+0.138·kt~2;(2)CAT=388.5·Ceq-0.21·R_m-0.006·lnkt~2。     

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。     

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。     

形变时效对E36海洋平台用钢性能的影响

本文试验研究了3—12％预变形的形变时效对E36钢的强度、塑性、低温冲击韧性及NDT的影响,结果表明形变时效后-40℃的冲击功能满足ZC规范要求,但在变形量为10％时出现极小值;FATT从-62℃升高到-33℃,NDT从-65℃升高到-35℃,说明形变时效后还具有较好的韧性和一定的止裂能力。为了防止偶然的塑性过载对平台结构的可能危害,建议冷加工时不得产生大于相当于轴向拉伸时的5％的冷变形。文中还对该钢时效敏感性产生的原因作了初步分析。     

用紧凑试验评价结构钢脆性裂纹终止韧性

对于SA533BC1,1,HT80和KD32钢进行了如紧凑试验、ESSO试验和DCB试验之类的裂纹终止试验,以评价其裂纹终止韧性值。得到的主要结论如下: 1) 裂纹终止韧性是用对紧凑试验进行静态分析得到的K_(1a)予以评价的。 2) 用紧凑试验进行动态分析所确定的K_(1D)值大于K_(1a),但当K_(1a)/K_Q为1时K_(1D)接近于K_(1ao)K_Q是裂纹起始时的应力强度因子。 3) 由ESSO试验和DCB试验得到的K_(1a)和K_(ca)两者没有显著的差别,但在低温下由DCB试验得到的K_(ca)小于K_(1a)。 4) 在转变温度区,K_(1a)小于K_(1c)而大于K_(1do)在这个温度区,由J_(1c)确定的K_(1c)随温度的升高而降低并且小于K_(1a)。 5) 由2毫米夏比V型缺口冲击试验得到的断口形貌转变温度和吸收能是表示裂纹终止韧性的合理参量,而NDT温度却不是。     

Q500qE桥梁钢止裂性能试验研究

针对桥梁用Q500qE高强度结构钢,分别开展了梯度温度型双重拉伸试验、落锤试验和标准圆截面试样拉伸试验,测得了钢板的止裂温度CAT、无塑性转变温度T_NDT、屈服强度R_el,在此基础上提出了CAT与T_NDT、R_el及板厚t的相关性方程。由相关性方程得到的止裂温度计算结果与实测结果的偏差在±5℃以内,表明该方程能够较好地表征止裂温度与无塑性转变温度、屈服强度、板厚之间的相关性。      

基于梯度温度型双重拉伸试验的低合金钢板止裂温度估算式

在运用能量守恒原理分析止裂过程的基础上,通过统计52组低合金钢板试验数据,分析了梯度温度型双重拉伸试验测定的止裂温度和应力、板厚、表面-40℃冲击韧性的相关性规律,建立了止裂温度估算式:Tk=-66.1+0.011 8·σ·t2KV2。     

基于拉伸试验的低合金钢韧性表征参量分析

对700组低合金钢材料的拉伸试验和冲击试验数据进行了统计分析,结果表明,拉伸试验确定的强度和塑性参量与冲击韧性间存在一定的相关性,在该统计分析结果基础上提出了基于拉伸试验的韧性表征参量——强度比SR=R_m/R_(p0.2_·(1-Z);低合金钢的冲击韧性和强度比满足统计关系:KV_2=-83.413 67+61.471 08·Rm/R_(p0.2)·(1-Z)或KV_2=-221.538 54+286.857 87·ln/RmRp0.2·(1-Z)。     

核电用钢铁材料落锤试验过程的控制要点分析

针对核电材料入厂复验无塑性转变温度T_(NDT)与原材料制造厂试验结果不一致的问题,从落锤试验的基本要求出发,结合具体试验操作,对核电用钢铁材料落锤试验的过程控制要点进行了分析,以期提高落锤试验的准确性及试验结果的一致性。     

止裂韧性K_(ca)的测试结果不唯一性证明

针对国际船级社规范UR S33《Requirements for use of extremely thick steel plates》中规定的止裂韧性Kca的测试要求,基于包含温度场参量的计算式证明了止裂韧性Kca测试结果存在不唯一性。     

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。     

结构钢S355N及S355N-Z25的低温CTOD断裂韧性及其da/dN研究

分别采用三点弯曲SE(B)与紧凑拉伸C(T)试样,通过-20℃的低温裂纹尖端张开位移CTOD断裂韧性试验及疲劳裂纹扩展速率da/dN试验,研究了S355N及S355N-Z25结构钢的裂纹启裂与扩展的抗力.研究结果表明:S355N钢抵抗裂纹启裂及前期扩展的能力比S355N-Z25钢强,但前者抵抗裂纹后期扩展的能力比后者弱...     

390MPa级低合金高强钢的低温韧性

采用系列冲击试验研究了控轧控冷技术生产的390MPa级低合金高强钢的低温韧性,并分析了其低温韧性与组织特征的关系。结果表明：该钢具有良好的低温韧性,在-40℃时的冲击功为127J,远大于相关标准的技术要求,按照能量法确定的韧脆转变温度为-56℃;由于该钢晶粒十分细小,裂纹在扩展过程中频繁改变断裂路径,提高了其抵抗解理断裂的能力,从而使其具有良好的低温韧性。     

机械合金化后注射成形制备Cu/Al2O3复合材料的显微组织与力学性能

采用机械合金化后注射成形制备10%(体积分数,下同)Cu/Al_2O_3复合材料,研究机械合金化时间、烧结温度对复合材料显微组织和性能的影响,并分析复合材料的增韧机理。结果表明:通过机械合金化10h后注射成形、脱脂、1550℃烧结工艺制备的10%Cu/Al_2O_3复合材料具有良好的抗弯强度和断裂韧度,分别为532MPa和4.97MPa·m^1/2;烧结温度低于1550℃导致原子在固态下扩散能力不足,烧结温度高于1550℃则使颗粒边界移动速率大于孔隙逸出速率,二者都造成复合材料孔隙率增加,而导致材料的强度和韧度下降;机械合金化时间延长使复合材料晶粒细化、Cu与Al_2O_3之间的结合强度提高,材料强度和硬度提高,但断裂韧度下降;Cu粉末弥散分布于Al_2O_3基体中,抑制烧结过程中Al_2O_3晶粒粗化,且使裂纹在扩展过程中遇到延性的Cu产生裂纹桥联和偏转,提高材料的韧度。     

冲击能量对ESSO试验结果的影响

对90mm厚EH47船用钢板进行了不同冲击能量下的梯度温度型ESSO试验以分析冲击能量对试验结果的影响.结果表明,采用下限冲击能量测得的-10℃止裂韧性值与双重拉伸试验所测值基本一致,但根据WES:2815-2014规范确定的上限冲击能量测得的止裂韧性值明显低于前两者测得的结果,建议后续在ESSO试验中针对90mm厚钢板选用冲击能量下限值进行试验.     

Nb、Ti微合金化新型440MPa级船用钢板韧性研究

研究了某钢厂热连轧TMCP工艺14mm厚440MPa级钢板的强韧性,对微观组织进行了观察分析.试验结果表明,新型热连轧440MPa钢板具有良好的低温韧性,-40℃冲击功超过310J,韧脆转变温度低于-100℃.新型440MPa钢板良好的性能来源于低碳、Nb-Ti微合金化成分设计及TMCP工艺下获得细化的针状铁素体组织.