PE100管材慢速裂纹扩展行为研究

从PE100管材中直接制取环切圆棒试件(Cracked Round Bar,CRB),根据ISO 18489在不同应力比R=0. 1,0. 2和0. 3下进行疲劳裂纹扩展试验并得到裂纹扩展规律。采用外推法将试验结果外推得到R=1(即表示蠕变)时的裂纹扩展规律。对含有内部环向半椭圆表面裂纹缺陷的PE管材进行剩余寿命计算,得到了在50年服役寿命下的最大允许裂纹尺寸和相应的应力强度因子值。     

GH3535合金的蠕变裂纹扩展性能研究

在650℃下,对GH3535合金的蠕变裂纹扩展行为进行研究,得到了蠕变裂纹起裂时间ti、蠕变裂纹扩展速率da/dt和有效应力强度因子K_n、断裂参量C~*的关系曲线,以及蠕变断裂韧性K_(mat)~c和蠕变裂纹起裂时间ti的关系,并与NSW裂纹扩展模型、Ainsworth蠕变断裂韧性预测结果进行比较,分析GH3535合金的容限能力。结果表明,蠕变裂纹扩展速率适合采用断裂参量C~*进行关联,NSW模型平面应力预测结果与试验相近,平面应力预测结果偏于保守。采用K_n更适合关联蠕变裂纹起裂时间t_i,在双对数坐标下K_n与t_i呈线性关系。蠕变断裂韧性K_(mat)~c随时间ti增加而降低,Ainsworth估算方法略高于测试结果。从有效应力强度因子和蠕变强度的Ashby图中可以看出,GH3535合金具有较好的容限能力。     

16Mn钢短裂纹疲劳扩展性能的试验研究

通过对带有表面盲孔的16Mn钢圆棒试样的疲劳试验,获得了试样盲孔边缘疲劳短裂纹的扩展规律。文中给出了有关试验结果,藉此建立了短裂纹表面长度与疲劳循环数间的关系以及裂纹扩展速率与疲劳载荷和裂纹尺寸之间的定理描述式。本文结果有助于加深对16Mn钢试样疲劳损伤过程的认识。     

X光照相对再热器对接接头根部裂纹检出率的研究

通过双壁双影成像法研究了小径管对接接头的射线检验方法以及根部裂纹检出率的具体实施方案.研究表明,对小径管的射线检验应采用高电压、短时间的×射线透照技术;同时,研究发现缺陷检出率与小径管的透照角度和管径有密切关系.更重要的是,针对产品的特殊结构,研究出了一套特殊的×光照相方案.     

用一种新型试板研究角裂纹的疲劳扩展性能

1 引言压力容器接管拐角处裂纹的存在及在交变载荷工况下的疲劳扩展将导致压力容器失效的问题,已成为国内外压力容器研究领域中的一项重要课题。对这一课题进行研究所采用的试验方法大致分为两类,即真实容器接管结构的试验和非容器模拟试板的试验,后者具有简单易行、节省费用的优点。目前报导的是采用单轴向加载试板,而实际生产中的中     

S38C车轴表层梯度材料的疲劳裂纹扩展性能研究

为研究S38C车轴表层梯度材料的疲劳裂纹扩展性能,直接从现车车轴截取试样,保持实际车轴表层具有的显微组织、硬度及其残余应力呈梯度变化的情况,采用三点弯曲加载方法,检测疲劳裂纹在硬化层、过渡层和芯部基体的扩展性能。结果表明,随着表层裂纹长度的增加,疲劳裂纹扩展速率呈现先增加后减小最后增加的趋势。通过测量不同表层深度位置的残余应力分布,发现距车轴表面深度0～3 mm内存在较大的残余应力压应力,使得疲劳裂纹扩展需要更大的驱动力,而距车轴表面深度3 mm后转变为拉应力,对疲劳裂纹扩展没有影响。     

不同显微组织套管钻井用钢的拉伸性能与疲劳裂纹扩展性能

通过万能试验机、疲劳试验机、扫描电镜等设备研究了三种不同显微组织套管钻井用钢的拉伸性能和疲劳裂纹扩展性能,并建立了不同参数之间的定量关系。结果表明:回火马氏体钢的抗拉强度和屈服强度显著高于珠光体-铁素体钢的和铁素体-贝氏体-回火马氏体钢的;珠光体-铁素体钢的Paris常数m最大、C最小,回火马氏体钢的Paris常数m最小、C最大;对于具有相同或相近成分的钢来说,Paris常数m随着屈服强度的增大而显著减小,Paris常数C随着伸长率的增加而显著减小;不同钢的Paris常数C随着Paris常数m的减小而增大;当通过热处理使得钢的拉伸性能提高到一定程度时,必须通过改变其成分来获得良好的综合性能。     

裂纹柔度法测喷丸残余应力的研究

本文利用裂纹柔度法检测喷丸45钢板的残余应力大小及分布,并将其检测结果与X射线法测得的结果进行比较。试验发现,二者具有相近的分布趋势,硬化层深分别为900μm和820μm,最大残余压应力分别在近表层300μm处约471.4MPa和在近表层120μm处约446.4MPa,即裂纹柔度法可用于喷丸板类构件内部残余应力的测定,且结果准确可靠。     

16MnR（HIC）钢焊接接头抗氢致裂纹的试验研究

研究了不同焊接热输入下焊缝在NACE熔液中的抗氢致开裂（HIC）性能。结果表明：焊缝的HIC敏感性随焊缝中Mn、S、P含量的增加而增大,焊接热输入在一定的范围内对焊缝的抗HIC能力影响不大。但是,当焊接热输入增大到一定程度时,焊缝抗HIC性能变差。这主要是由于焊接热输入增大后,焊缝组织变粗,性能下降,尤其是焊缝组织中的夹杂物随着焊接热输入的增大而长大,导致焊缝抗HIC的能力下降。     

基于微观损伤模型的强度非均质焊接接头抗延性裂纹扩展阻力 …

基于材料微观损伤模型,采用三维有限元数值方法,定量研究了焊接接头中强度匹配、试件几何型式对接头抗延性裂纹扩展阻力特性的影响。首先由标准三点弯曲试件的阻力曲线,得出反映材料微观损伤的特殊单元模型控制参量,再根据该参量对不同接头强度匹配下双边缺口拉伸试件的阻力曲线进行了定量预测,其结果与试验结果相当吻合。表明特殊单元模型能委好地描述材料的抗延性裂纹扩展阻力特性。     

基于热循环曲线法的低合金高强钢对接接头焊接残余应力数值模拟

以Q345低合金高强钢对接接头为研究对象,建立热-冶金-力学耦合的三维有限元模型,在考虑相变情况下采用三维双椭球体热源模型对单道焊的焊接温度场进行数值模拟,再基于提取的热循环曲线(TCC)对该热源模型进行简化。分别采用三维双椭球体热源模型和基于TCC简化的热源模型对单道焊和多道焊对接接头的残余应力进行计算,并进行了试验验证。结果表明：根据温度场模拟得到的单焊道焊缝TCC与试验结果吻合良好,相对误差小于2.34%,验证了提取的TCC的准确性;采用三维双椭球体热源模型和基于TCC简化热源模型模拟得到的接头残余应力与试验结果吻合良好,其中单焊道接头纵向残余应力相对误差分别小于11.38%,4.34%,验证了2种模拟方法的准确性;与三维双椭球体热源模型相比,基于TCC简化热源模型的计算效率提高32%以上。     

WCF-62钢板及其焊接接头的抗H_2S应力腐蚀性能

一、前言高强度、低裂纹敏感性的CF钢已在我国由武汉钢铁公司、通用机械研究所、钢铁研究总院等单位联合攻关研制成功,现已制成了多台容器投入使用。为了充分发挥CF钢作为球罐用钢新钢种的潜在优势、进一步推广应用于含H_2S介质的容器,几年来我们对武钢生产的WCF-62钢板及其焊接接头进行了抗湿H_2S应力腐蚀性能的试验研究,同时也对日本同类钢WEL-TEN62CF进行了试验和对比。根据国内外现行规范及有关规定,主要进行了以下三种试验:     

基于微观损伤模型的强度非均质焊接接头抗延性裂纹扩展阻力特性研究

基于材料微观损伤模型,采用三维有限元数值方法,定量研究了焊接接头中强度匹配、试件几何型式对接头抗延性裂纹扩展阻力特性的影响。首先由标准三点弯曲试件的阻力曲线,得出反映材料微观损伤的特殊单元模型控制参量,再根据该参量对不同接头强度匹配下双边缺口拉伸试件的阻力曲线进行了定量预测,其结果与试验结果相当吻合。表明特殊单元模型能很好地描述材料的抗延性裂纹扩展阻力特性。     

合并焊道法对SUS304不锈钢平板对接接头焊接残余应力计算精度和效率的影响

厚大不锈钢焊接接头广泛应用于核电、火电和化工等行业中,焊接残余应力一直是一个被关注的焦点问题。随着计算焊接力学理论的日臻成熟,采用有限元方法来模拟焊接残余应力已经成为了可能。但是由于计算机硬件条件的限制,目前的计算效率还难以满足实际工程的需求。基于ABAQUS有限元软件平台开发高效的瞬间热源模型来模拟板厚为25 mm的对接接头的热输入,并与移动热源模型的计算结果进行比较。为了进一步提高计算效率,基于奥氏体不锈钢母材和相应填充材料的性能特点,尝试采用不同的焊道合并方式来缩短焊接温度场和应力场的计算时间。同时,还采用应力释放法测量板厚25mm、焊道数为17道的平板对接接头的残余应力分布,并将数值模拟结果与实验结果进行比较。结果表明,采用瞬间热源模型可较精确地模拟焊接残余应力的分布和大小,计算时间与移动热源模型相比可以大幅缩短。此外,采用数值模拟方法研究合并焊道法对板厚为75mm的对接接头残余应力计算结果的影响。数值模拟结果表明,焊道合并方式对纵向残余应力的计算结果影响较小。对横向残余应力而言,焊道合并方式对计算精度有较显著的影响,表层焊道合并方式严重低估了表面横向残余应力,而内部焊道整体合并方式虽然略微低估了表面横向残余应力,但能较好地预测接头上、下表面的横向残余应力分布与大小。采用瞬间热源模型再结合焊道合并方式是一种解决厚大焊接接头残余应力计算的有效手段。