屈强比升高对管线钢使用安全性的影响

为了研究屈强比升高对管线钢使用安全性的影响,测试了5种常用钢材的工程应力及真应力-真应变曲线,计算了名义屈强比、真实屈强比和静力韧度。结果表明:随着钢强度级别的升高,名义屈强比会不断升高,材料的塑性指标有下降的趋势;真实屈强比在表征材料塑性变形余量方面比名义屈强比更客观,名义屈强比放大了屈强比升高的安全隐患;X80管线钢的屈强比虽然较高,但其抵抗变形的能力并未降低;对高强度管线钢规定过低的屈强比,会造成不必要的浪费。     

X80高屈强比管线钢性能分析与管道安全性预测

测出X80等5种材料常规机械性能及名义应力屈强比σs/σb和真实应力屈强比Ss/Sb。比较发现Ss/Sb较σs/σb小13%,表明高强度、高屈强比X80钢屈服后塑性变形裕度仍较大。还测出材料静力韧度、冲击韧性及断裂δR阻力曲线,并应用于X80钢管线安全性预测,可以认为,高屈强比对结构安全性的影响并非如通常认为的那么严重。最后讨论了屈强比对硬化指数n的影响。     

屈强比对X80钢性能的影响

对"西气东输"二线工程使用的五种不同屈强比的X80钢通过静拉伸试验、动载冲击试验、水压爆破试验模拟管线一般受载情况等,比较了不同屈强比X80钢的性能差异,分析了屈强比对变形能力和承压能力的影响。结果表明:屈强比对X80钢纵、横向的力学性能没有显著影响,对横向的应力-应变行为的影响大于对纵向的;屈强比能够反映材料的变形能力;X80钢的横向屈强比与纵向屈强比不存在一致的对应性;"西气东输"二线工程技术标准规定的横向屈强比指标是可行的;钢管的水压爆破试验压力大大超过理论计算最小压力,能够保证钢管的安全性;屈强比与高钢级管线钢管承压能力的关系还需进一步研究。     

X80管线钢真实应力屈强比的测定及对管线安全性的影响

试验测算出X80、X65、X60、X46、Q235等五种材料的名义应力屈强比σs/σb和真实应力屈强比Ss/Sb及硬化指数n.比较发现,Ss/Sb值较σs/σb值小约13%,表明X80等高强度、高屈强比材料在屈服后真实塑性变形裕度仍较大;管线钢n对σs/σb的变化也并不敏感.由此认为,屈强比对管线结构安全性的影响并非如通常认为的那么严重.     

中碳铬-镍-钼钢的超高强度和超低屈强比现象

研究了淬火温度和回火温度对中碳铬一镍一钼系超高强度钢屈强比的影响,分析了超低屈强比现象产生的原因。结果表明：在淬火后200℃回火条件下,屈强比随淬火温度的升高先下降,至950-1000℃淬火时仅约为0．45,尔后又升高;900℃淬火、165-180℃回火后,其屈强比较低（约为0．45）,而抗拉强度大于2200MPa。超低屈强比现象主要与残余奥氏体及其中的可动位错和淬回火后的残余应力有关。     

轧后超快速冷却终冷温度对780MPa级建筑用钢屈强比的影响

利用实验室Ф450mm二辊可逆式热轧机及超快速冷却设备研究了轧后超快速冷却终冷温度对780MPa级高强度低屈强比建筑用钢显微组织及屈强比的影响。结果表明：随着轧后终冷温度由630℃降低至360℃，试验钢的强度和屈强比均呈上升趋势，显微组织则由以贝氏体铁素体为软相基体、M／A岛为硬质弥散第二相的复相组织向板条贝氏体占主体...     

冶金因素对球铁屈强比的影响

本文报导了基体组织、化学成份、铸型及热处理工艺对球墨铸铁屈强比(σ_(0.2)/σ_b)的影响。指出,珠光体-铁素体相对量对球铁屈强比影响不明显,不能得出铁素体系球铁屈强比高于珠光体系的结论。化学成份的影响较敏感,随着含磷量的增高,屈强比也随之增高。铸型对球铁屈强比有相当影响,铁模复砂工艺浇铸的球铁屈强比明显低于砂型铸造工艺。就正火,二阶段低碳奥氏体化正火这些热处理工艺与铸态(未正火)来说,对屈强比几乎没有影响,最后讨论了屈强此与断裂韧性值之间关系,指出:屈强比在一定程度上反映了材料的脆性,随着屈强比提高,K_(1c)降低,裂纹尖端塑性区尺寸亦随之减少。     

加工硬化特性对高强钢断裂韧性的影响

本文对化学成份相同、屈强比不同的两种高强钢进行了三点弯曲CTOD试验。并采用三维有限元数值法分析了裂纹尖端的应力应变场。结果表明:与低屈强比的材料相比,高屈强比的钢材由于裂纹尖端应力水平高使得脆性启裂韧性值低,而其抗延性裂纹扩展阻力却优于低屈强比材料。     

包申格效应对板料与成品管屈服强度与屈强比的影响

探讨微合金化高强度控轧钢板在制管过程中由于塑性弯曲变形所引起的包申格效应,以及这种效应对屈服强度和屈强比的影响。试验发现包申格效应导致屈服强度降低,应变硬化指数明显分为两个阶段。板与管相比,屈强比无明显改变。这些结果对管道建设业主和制板钢厂均有参考价值。     

不同应力比下ADB610钢疲劳裂纹扩展速率的试验研究

采用标准紧凑拉伸试样进行五级应力比(R=0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)的疲劳裂纹扩展速率试验,使用递增多项式法对试验数据进行处理,得到不同应力比下的裂纹扩展速率曲线及表达式。定量分析了应力比对裂纹扩展速率和Paris公式中两个重要参数的影响,并对五级应力比下的疲劳断口进行了分析,探讨了应力比对裂纹扩展速率的影响机理。     

两相区淬火温度对HSLA100钢显微组织及屈强比的影响

研究了HSLA100钢在两相区二次淬火时淬火温度对组织和屈强比的影响。结果表明:HSLA100钢在两相区二次淬火后形成了铁素体和M/A岛的混合组织;700℃淬火时,沿板条状铁素体分布着少量岛状组织;随淬火温度的升高,岛状组织数量增多且粗化,同时铁素体形貌从单一的板条状逐渐向多边形状转变,且其中的位错密度降低;当淬火温度升到820℃时,其显微组织又恢复到板条贝氏体;试验钢的屈强比在700～740℃温度范围内从0.94持续下降至0.67,而在740～780℃区间内波动很小(约为0.67),当温度超过780℃后又大幅上升。     

形变强化螺栓屈强比最小值

屈强比为屈服点与抗拉强度的比值。制造螺栓的材料经过形变强化后,屈服点的上升幅度要高于抗拉强度,随着强化程度的增加,屈强比也在升高。     

应用解理断裂局部法预测任意应力-应变关系材料断裂韧度KIC的新方法

提出了采用解理断裂局部法模型预测任意应力-应变关系材料断裂韧度的新方法,并预测了国产A508-Ⅲ钢及16MnR钢在不同解理断裂概率时的断裂韧度,从理论上证明了对于大多数压力容器所使用的C-Mn钢,62%的解理断裂概率相对应的载荷是最有可能引起结构解理断裂的载荷,此时对应的断裂韧度值也最有可能接近材料真实的断裂韧度值.国产A508-Ⅲ钢及16MnR钢三点弯曲试样62%的解理断裂概率相对应的断裂韧度值与试验值较为接近.     

304L奥氏体不锈钢的焊接残余应力热处理去除试验研究

对某低温压力容器用304L钢,焊后去应力退火后焊接组织与性能的影响进行了试验。结果表明,该低温压力容器焊接接头残余应力去除的最佳热处理温度取570℃较为适宜,在该热处理温度下,焊缝金属组织结构基本无变化,焊缝冲击韧度仍维持较高值,并且热处理后焊缝心部的应力得到较充分的释放,残余应力消除约40%。     

基于Johnson-Cook模型构建M50NiL齿轮钢的流变应力本构方程

利用Gleeble-3500型热模拟试验机,研究了M50NiL齿轮钢在变形温度为1 123.15~1 423.15K、应变速率为0.005~10s-1条件下的变形行为,并对实测流变曲线进行了摩擦修正;基于应变速率和变形温度对金属高温变形的耦合效应,建立了基于Johnson-Cook(J-C)模型的耦合流变应力本构方程并进行了验证。结果表明:对试验钢流变曲线摩擦修正后,得到的流变应力比实测值小;经变形参数耦合修正后的J-C耦合本构方程计算得到的流变应力与摩擦修正后流变应力的平均相对误差为3.08%,其预测精度高于传统J-C本构方程(平均相对误差为14.31%)的。     

高强度X140套管钢断裂韧度与试样厚度的关系

依据GB/T 4161-2007,对3种不同厚度的高强度X140套管钢试样的断裂韧度KIQ进行测定,结合断裂韧度与试样厚度关系的定量模型进行最小二乘法拟合,得出了材料常数ξ和κ的值,进而提出X140钢断裂韧度与试样厚度之间的关系式,计算得到了不同厚度试样的KIC值,并采用J试验对其进行验证。结果表明:X140钢断裂韧度的计算结果与J试验结果吻合得很好,断裂韧度随试样厚度的增加而先增大后减小,最后趋于稳定。     

用有限元法计算自增强厚壁圆筒的应力强度因子

本文提供了计算含裂纹自增强厚壁筒应力强度因子的有限元方法。将自增强产生的自相平衡的残余应力转换为裂纹面上作用的等效载荷进行 K_1计算,自增强残余应力的计算,考虑了厚壁筒用钢具有强化和包辛格效应的真实性能.在分析了有限元计算规律的基础上,给出了便于工程应用的、适合于各种材料和自增强程度的应力强度因子公式。     

裂纹起始扩展阻力J_i与基本力学性能的关系

韧性裂纹开始扩展的J积分值对于韧性断裂的工程构件是一个重要的材料性能指标。统计了三个钢种两种焊缝 2 0 0多个J积分值。发现当裂纹生长量Δa <0 .6mm时 ,Δa与J积分值存在线性关系 ,可以用J =J0 +K(Δa)表示 ,式中K =di dΔa(Δa =a0 +da) ,a0 是J—Δa曲线与钝化线的交点。当da =0时的J值以Ji 表示 ,它表示了韧性裂纹开始扩展时的J积分值。实验证明 ,只有Ji 与静拉伸发生颈缩时的颈缩比功有良好的线性相关性 ,从而由Ji 换算得KⅠC也应与颈缩比功线性相关 (相关系数 >99% ) ,而与静力韧度无关。而韧性裂纹开始扩展以后 ,各个扩展量下的JR 值与静力韧度、颈缩比功无任何相关性。从J积分的条件、裂纹尖端的特征、断裂的微观机理对试验结果进行了分析。从工程应用角度出发 ,说明Ji 与屈服强度与强度极限之比 (称屈强比 )无关 ,低屈强比不是保证缺陷 (或微裂纹 )抵抗其扩展的有效方法 ,有效的方法是提高强度的同时 ,不降低均匀塑性变形能力Ψb,这可以通过提高冶金质量如细化晶粒来实现。     

精轧螺纹钢筋热浸镀锌前后拉伸性能及屈强比研究

以3个厂家提供的精轧螺纹钢筋试件为对象，分别在热浸镀锌前后进行拉伸性能试验。通过一系列试验，研究其拉伸性能指标及屈强比。结果表明，不同的厂家的精轧螺纹钢筋的化学成分控制不一，热浸镀锌前后的性能影响也会不一样，屈强比在一定范围内可以获得较为稳定的最大断后延伸率。以获得精轧螺纹钢筋的最大断后延伸率为最终结论，为桥梁、道路、水利和隧道等以精轧螺纹钢筋作为锚固系统的设计和施工提供参考。     

球压痕法评价16MnR钢的断裂韧性

选用16MnR钢作为试验对象,用球压痕法测定了该钢的断裂韧度,并将球压痕法获得的断裂韧度与常规力学试验转化得到的进行了对比。结果表明:球压痕法获得的断裂韧度与常规力学试验转化得到的误差在10%以内,该方法能有效评价16MnR钢的断裂韧性。