DWTT与CVN测定X60管线钢SATT对比研究

采用昆钢炉卷轧机生产的不同规格X60管线钢，利用落锤撕裂试验（DWTT）和夏比冲击（CVN）两种试验方法进行试验，对试验数据按Boltzmann函数数学模型进行回归并绘制剪切面积转变温度曲线，测定剪切面积转变温度SATT。试验表明：两种试验方法测得的剪切面积转变温度SATT85％相差较大，夏比冲击法测得值更低；剪切面积转变温度随规格的增加而升高，与板材的显微组织及试样的“厚度效应”等因素有关。

夏比冲击试样缺口轴向与边缘角度的测量方法

GB/T 229—2020和ASTM A 370—2022标准中对缺口角度、缺口深度、轴向与边缘(缺口对称面-试样纵轴)的角度等提出要求,但没有具体描述测量方法。介绍了夏比冲击试样缺口轴向与边缘角度的几何测量方法,该方法实现了在不利用仪器的情况下,准确测量缺口轴向与边缘的角度,提高了试验结果的准确性。该测量方法操作简单,已成功应用于生产检验,可为同行提供借鉴参考。

不同缺口类型X100钢管的韧性特征及断裂规律

止裂韧性是管线钢的一项重要性能指标,准确测定钢管的止裂韧性对于保证管线的安全运行具有重要意义。为此,采用不同温度下的落锤撕裂试验(Drop Weight Tear Test,DWTT)研究了人字形和压制V形2种缺口X100钢管的能量特征,从吸收能、断口剪切面积、总吸收能、起裂能和扩展能等方面对其能量进行了表征和分析,同时进行了不同温度下的夏比V形(Charpy V-type Notch,CVN)冲击试验,对比分析了不同缺口类型X100钢管DWTT能量密度与CVN能量密度的变化。结果表明:相对于人字形缺口试样,压制V形缺口试样的总吸收能较高,韧脆转变温度较低,能量密度较高,扩展能与总吸收能之比较低,总吸收能和扩展能对温度较为敏感,起裂能则对温度不敏感;起裂能量密度、扩展能量密度与总能量密度之间,以及起裂能量密度与CVN总能量密度之间具有线性关系;相对于CVN冲击试验,DWTT所得到的韧脆转变温度较高。通过DWTT与CVN的对比分析,推荐采用Battelle能量关系式来建立DWTT与CVN的能量关系。

借助准标样测算夏比冲击试验测量不确定度的方法

为解决在测定材料冲击吸收功出现用户验收结果与出厂检验结果不一致的问题,提出了用准标样测算冲击试验测量不确定度的方法。这种方法可作为双方在进行冲击值比对分析时都能接受的评定方法。

基于夏比试验确定船用钢板断裂韧性

为了寻求材料的冲击韧性和断裂韧性之间的对应关系,根据已有的夏比V型缺口冲击试验数据,建立了冲击试验吸收能与试验温度和韧脆转变温度之间的曲线关系,提出了不同强度不同质量等级船用钢板厚度、使用温度和断裂韧性三者之间函数关系,并结合P-S-N曲线的思想,引入了可靠度的概念,实现了确定任意可靠度下不同板厚和使用温度所对应的钢板断裂韧性的方法,为含裂纹损伤结构的安全状态评估提供依据.

金属夏比缺口(V型)室温冲击试验检测结果不确定度的评定

介绍了测量不确定度在金属夏比(V型缺口)室温冲击试验中的应用,并对影响冲击试验结果的测量不确定度做了详细评定,从试样的形状和尺寸、缺口底部的光洁度、冲击试验机、试验温度、检查试样尺寸量具的最小分度值五方面分析了不确定度的来源,对各分量进行了计算、合成并作出评定。

海底输气管道延性断裂扩展机理及断裂控制

本文介绍了海底输气管道的延性断裂扩展机理及延性断裂扩展控制。并以南海某项目天然气输送海底管道为例,对在不同工况下的管道止裂所需要的最小延性值进行了分析,为海底输气管道的止裂性的分析和设计提供了参考。

X80钢级1422mm大口径管道断裂控制技术

在中俄东线天然气管道工程中采用高钢级(X80钢级)、大口径(外径为1 422 mm)的管道进行高压输送(压力为12MPa)可以有效增加天然气输送量,满足我国能源战略的需要。然而随着钢级、输送压力、管径及设计系数的不断提高,管道的延性断裂成为断裂的主要方式,止裂控制便成为研究的重点。为此,对止裂韧性计算的主要方法 Battelle双曲线(BTC)方法以及断裂阻力曲线和减压波曲线进行了深入研究,明确了BTC方法的原理及其适用范围,同时分析了BTC方法应用于高强度、高韧性管线钢时所存在的问题,给出了目前国际上针对BTC计算结果常用的修正方法。回顾了俄罗斯Bovanenkovo-Ukhta外径为1 422 mm X80管道断裂的控制方案,针对中俄东线管道的设计参数,对BTC计算结果进行了修正,进而制订出符合中俄东线天然气管道安全要求的止裂韧性值(245 J)。

外径1422mm的X80钢级管材技术条件研究及产品开发

为了满足中俄东线天然气管道工程380×10~8 m^3/a超大输气量的要求,大口径、厚壁、高钢级钢管便成为了主要选择。为此,结合该管道工程用外径为1 422 mm的X80钢管材技术条件的研究制订过程,对国内外管线钢管技术标准进行了对比分析,同时对外径为1 422 mm X80钢管材技术条件中的化学成分和止裂韧性等关键技术指标及制订过程进行了分析探讨,并对外径为1 422 mm X80钢管的开发过程及产品性能进行了介绍。通过生产试制和产品检测,证明现有技术条件合理有效地解决了化学成分控制、断裂控制、产品焊接稳定性等技术问题,不仅满足了工程要求,而且也适应生产情况,可以保障中俄东线天然气管道的本质安全。该研究成果可为中俄东线建设外径为1 422 mm X80钢天然气管道提供技术支撑,同时对于其他天然气管道工程技术条件的制订也具有指导意义。

浅谈韧脆转变温度试验

采用FATT50方法可测定材料的韧脆转变温度。在用该方法对材料进行韧脆转变温度试验时,就如何掌握操作过程及断口的正确处理和曲线的绘制进行了叙述,同时对操作过程中可能出现的误差作了分析。这些因素都将是准确测出材料韧脆转变温度的关键。

夏比V型冲击试验的尺寸效应及工程应用

以Q245R钢板为对象,进行不同尺寸试样在系列温度下的夏比V型冲击试验,论证试验的尺寸效应。结果表明:不同尺寸试样获得的冲击吸收能量一般不可换算,且与试样截面积没有对应关系。不同尺寸试样获得的韧脆转变温度数据也不可直接比较,随着试样尺寸减小,韧脆转变温度向低温方向移动。低温条件下,小尺寸试样可能导致材料韧性被高估,建议对小尺寸试样的试验温度进行调整。

国内外标准对夏比V型冲击试样的加工要求及其质量控制

分析比较了GB/T 229-2007,ISO 148-1:2016,ASTM E23:2018,JIS Z 2242:2018等国内外夏比摆锤冲击试验方法标准对夏比V型冲击试样的几何参数、加工允许偏差、表面粗糙度、试样标记等的主要技术要求,找出了各标准对试样加工要求的主要差异点,并为GB/T 229-2007标准的修订和各标准在试验室中的应用提出了建议。结果表明:ISO 148-1:2016,JIS Z 2242:2018,ASTM E23:2018标准对冲击试样几何尺寸的名称、符号定义更为准确;ASTM E23:2018标准则对缺口角度、缺口底部高度、试样纵向面间夹角及与轴线平行且垂直于高度方向的尺寸等的公差限定更为严格,而对试样长度和缺口到端面的距离等尺寸公差要求相对宽松;对于试样加工面的表面粗糙度和试样标记,ASTM E23:2018标准的要求较其他标准更严格、具体。

两种试样加工制备工艺对锚杆冲击韧性结果的影响

在锚杆施工过程中,锚杆常常承受一定的冲击载荷,低韧性中空锚杆将会严重影响支护效果,危及人身安全。在以后的锚杆发展中,韧性指标会成为中空锚杆的质量控制指标之一。为更好地研究中空锚杆的韧性,常采用夏比冲击试验,采取线切割方式加工V型缺口,为验证试验结果的准确性,本文以材质为40Cr的R38N高韧性中空锚杆为例,分别以线切割加工V型缺口和机加工加工V型缺口,将两种试样加工工艺路线的锚杆冲击试验结果进行数据对比分析。结果表明:采用机加工工艺锚杆的冲击吸收功在50～75 J,集中在65 J附近波动,稳定性较好,合格率100%,符合韧性材料的特性;采用线切割加工V型缺口,锚杆冲击吸收功在4～85 J,数据极其不稳定,离散性很大,无规律可言,不合格率偏高,达83.3%。因此在锚杆轧制工艺相同的条件下,机加工加工V型缺口更适合作为一种有效的试样加工工艺来研究锚杆冲击韧性值,而线切割直接加工V型缺口后进行夏比冲击试验结果不准确,不具有生产运用指导意义。

两种钢夏比V型冲击试验裂纹形成能量与扩展能量之间的关系

采用仪器化冲击试验方法对两种承压设备用钢Q245R钢和13MnNiMoR钢进行系列温度下的夏比V型冲击试验,对比研究了两种钢裂纹形成能量Wi与裂纹扩展能量Wp之间的关系。结果表明:两种钢在韧脆转变KV2-t曲线的上平台以及紧邻转变区的温度范围内,裂纹形成能量Wi不随温度变化而变化,基本恒定,但13MnNiMoR钢的值高于Q245R钢的;材料的韧脆转变,始于裂纹扩展能量Wp转变,其是主导材料由韧向脆的关键。

低温压力容器设计中应注意的问题

由于低温压力容器的应用日趋普遍及其特殊性,应从设计温度的确定、选材、结构设计、焊接和检验等各个环节严格要求。

金属夏比冲击试验测量结果不确定度评定

介绍了金属夏比冲击试验测量结果不确定度的评定。

夏比冲击试验中U_2、V型缺口试样

Aku2和Akv两种冲击吸收功和冲击值不同,它们不能在不同材料的Aku2和Akv之间作一一对应的换算。本文仅对42CrMo这一种材料在有限的三种热处理状态下作试验分析,试图从中找出某些规律,帮助解决生产检验中的实际问题。

零度冲击吸收能量对ZG06Gr13Ni4Mo不锈钢强韧性的影响

ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢经不同热处理工艺处理后,对其进行了拉伸试验、夏比(V型缺口)零度冲击吸收能量试验、韧脆转变温度检测,分析了零度冲击吸收能量同其他力学性能指标的相关性。结果表明:并不是零度冲击吸收能量越高越好,当零度冲击吸收能量高于149.1J后,随着冲击吸收能量增高,强度、硬度会降低,甚至达不到该材料的指标要求,只有零度冲击吸收能量控制在适当的范围内,该材料才具有较好的强韧性。

标准样品在摆锤式冲击试验机计量检测中的应用及研究

在当前的计量检测工作中,摆锤式冲击试验具有良好的应用效果,不仅可以对不同工况开展有效的计量检测,而且可以保证自身适用性。但是,摆锤式冲击试验的标准样品会对最终测定结果构成影响。因此,想要进一步提升计量检测工作的准确程度,需要从标准冲击试样入手,文章以夏比Ⅴ型缺口试样与弧形试样为例,结合摆锤冲击试验机的地基情况、整机刚性以及实验曲线等数据开展对比分析。根据实验结果可知:夏比Ⅴ型缺口试样可以准确保证计量检测结果。同时文章还对标准样品在摆锤式冲击试验机计量检测中的应用研究情况进行阐述,希望为相关人员提供参考与借鉴。

TC18钛合金冲击缺口敏感性研究

用XRD,SEM,TEM等手段对TC18钛合金进行显微组织结构分析。采用仪器化摆锤冲击试验机测试带有不同V型缺口深度TC18钛合金试样的冲击韧性,并得出标准样(0.2cm缺口深度)的冲击过程曲线,用扫描电镜对试样断口进行观察。结果显示TC18钛合金冲击韧性值随缺口深度的减小而增大,有0.2cm深度缺口的标准试样冲击韧性值为20.08J/cm2,即使有0.02cm深度缺口的试样,其冲击韧性(77.92J/cm2)也比无缺口试样低很多,无缺口试样冲击时只发生弯曲而未断裂。