高钢级管道钢DWTT试验的异常断口发生规律研究

针对高钢级管道钢在进行落锤撕裂试验(DWTT)时经常出现异常断口的现象,通过统计分析X65、X70和X80管材系列温度的DWTT试验结果,探讨了异常断口发生规律。研究表明,异常断口概率随管材厚度增加而增加,异常断口出现温度区间与FATT85密切相关,且随着管材厚度的增加有增大的趋势。

镀锌钢丝扭转试验异常断口分析

利用扫描电镜对镀锌钢丝扭转试验异常断口进行分析,结果显示,锌铁合金层之间的纵向裂纹以及钢材中的条状硫化物是造成断口异常的原因。

高性能管线钢DWTT试样异常断口分析

根据DWTT试样断口中脆性区产生的原因不同,异常断口形貌分为三类:第一类试样韧性起裂后,经历较长的韧性稳定扩展,仅在锤击区域产生孤立的脆性断裂形貌区;第二类试样韧性起裂后,经历韧性稳定扩展,转变为脆性断裂直至试样破坏,脆性面积较大;第三类试样起裂区和锤击侧均为韧性断裂形貌,仅在试样中部核心部位产生脆性断裂区域。通过降低试样断裂过程中承受的最大载荷和横向约束,可以减少或消除由于试样在试验过程中过大的压缩变形和试样厚度局部增大产生的第一类和第二类异常断口。而主要由于裂尖应力状态发生变化产生的第三类异常断口,其韧脆断裂形貌的转变是材料本身力学性能的体现,在实际管道结构的断裂过程中是会发生的,在试验中也是不可能消除的。因此,不加区别地将异常断口试样全部视为无效试样,人为消除试验中的异常断口,将会存在巨大的安全隐患。

SWRH82B钢盘条拉伸异常断口分析

通过对SWRH82B盘条的拉伸断口进行分析,认为网状渗碳体和大颗粒脆性夹杂物等缺陷是引起断口异常的主要原因。

碳钢盘条拉伸异常断口分析

观察并分析了碳钢盘条拉伸异常断口的宏观形貌为舌形灰色（或黑色）区域纤维状断口，其余为发亮结晶状断口。前者微观形貌为延性韧窝特征，后者微观形貌为脆性解理特征。讨论盘条拉伸异常断裂行为与其显微组织及拉伸速度的关系。认为拉伸异常断口的形成主要取决于其显微组织中的珠光体分布特征，其次与拉伸速度有关。

72B高碳钢盘条拉伸异常断口分析

观察并分析了 72 B高碳钢盘条拉伸异常断口。断口的宏观形貌为圆形黑色区和白色区两个明显的区域组成 ,微观形态黑色区的微观缺陷较白色区的多。对黑色区和白色区的非金属夹杂和金相组织进行观察。实验认为黑色区含有大量非金属夹杂物和部分裂纹及孔洞是使该区呈现颜色较深和塑性较低的主要原因。

X80M高强韧性厚壁管线钢落锤撕裂试验试样异常断口形成原因及适用性分析

采用摆锤与落锤方式并配合高速摄像的方法,研究了X80M高强韧性厚壁管线钢落锤撕裂试验(DWTT)试样的断裂过程、吸收能量和断口形貌,并将DWTT试样断口与实物钢管爆破试验断口进行了对比。结果表明:对于X80M高强韧性厚壁管线钢,无论采取摆锤还是落锤锤击方式,在0℃时产生异常断口的几率相等;异常断口的形成原因是重锤的锤击作用使高强韧性厚壁管线钢产生了明显压缩塑性变形和形变硬化;异常断口不能真实表征材料性能,DWTT并不适用于高强韧性厚壁管线钢抗脆性断裂的能力评价。

管线钢和钢管落锤撕裂试验异常断口分析与评价

针对管线钢和钢管落锤撕裂试验(DWTT)出现的异常断口进行了分析研究,提出了DWTT断口和异常断口的分类方法,形成异常断口评判方法,部分成果被纳入国家和行业标准,应用于高钢级管线钢和钢管异常断口的分析评价。

塑性变形对落锤撕裂试验异常断口的影响

介绍了塑性变形对不同组织管线钢DWTT出现异常断口的影响,试样抗拉强度基本相同,采用20 mm厚相同规格,在同一温度下进行试验。研究结果表明,DWTT中的变形主要包括3部分,分别为落锤冲击、弯曲压缩和弯曲拉伸产生的变形;落锤冲击对20 mm厚试样产生的变形有限,且影响区域与异常断口出现的位置不相对应;与落锤冲击相比,弯曲变形产生的塑性应变当量占主导地位,与显微组织无关。这说明异常断口是弯曲变形超过了材料临界塑性应变当量而产生的。

510L汽车大梁钢冷弯、拉伸异常断口原因分析

510L汽车大梁钢热轧钢板在进行冷弯、拉伸试验时,发现断口异常,呈台阶状,伸长率远低于标准要求。通过观察断口宏观形貌和金相显微组织,证实连铸坯表面纵裂纹引起的高温氧化和严重的带状组织是引起断口异常,并诱发伸长率不合格的根本原因。

落锤撕裂试验中的异常断口

落锤撕裂试验(DWTT)表征了材料全面断裂行为,作为一类评价管道裂缝扩展阻力的标准方法已被广泛应用。由于是评估抵抗脆性断裂的测试方法,因此,正常断口的脆性区或解理断裂必须从试样的缺口端开始。如果缺口端是韧性断口,之后转变为解理断裂,则称为异常断口。图1为试样的正常断口和异常断口。断口形貌取决于试样的测试温度、厚度和缺口形状。

预应变对高韧性管线钢DWTT异常断口的影响

落锤撕裂试验(DWTT)被广泛用作评估管线钢抗脆性断裂性能的试验方法,但近年来高韧性管线钢在DWTT期间经常发生异常断裂。为了研究预应变对管线钢韧性的影响,分析了预应变对高韧性管线钢DWTT异常断口产生的影响。结果表明,超过2%的压缩预应变使夏比上平台能量降低了7%~10%,锤击侧附近异常断裂的发生可归因于压缩预应变;异常断裂的出现与缺口类型无关;钢管爆破试验的断口形貌与预制裂纹缺口DWTT试样相似。

DWTT异常断口浅析

利用体视显微镜(SM)、光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对DWTT典型异常断口进行了研究,探讨了裂纹的扩展机制。结果表明,试样采用压制缺口导致撕裂面多点起裂,裂纹传播过程中发生止裂和重新起动;异常断口的形成由裂纹的止裂和重新起裂导致,同时受到锤头打击塑性变形区的影响,与产品厚度和钢级无显著相关性。

PC钢棒拉伸断口异常原因分析

用φ14 mm的45Si2Cr盘条生产1 420 MPa级φ13 mm光圆PC钢棒时,出现拉伸断口异常。分别对正常断口和异常断口进行宏观、微观形貌分析,正常断口为杯锥状,钢棒延伸率为8%,面缩率为41%;异常断口为脆性断口,钢棒延伸率为6%,面缩率为16%。正常断口微观形貌为韧窝状;异常断口为准解理,裂纹沿晶界分布。对正常断口和异常断口进行夹杂物分析,正常、异常断口处夹杂物直径分别为15,40μm,正常、异常断口的显微组织在边部、1/4部位差别不大,但异常断口心部组织较为粗大。钢中夹杂物和氢的共同作用是产生拉伸异常断口的主要原因。

管线钢落锤撕裂试验异常脆性断口分析

通过对高强度、高韧性的厚壁管线钢落锤撕裂试验中出现的异常脆性断口进行分析,阐述了其形成原因,提出了高钢级、厚壁管线钢落锤撕裂试验异常脆性断口的评定方法。

厚壁X70高钢级管线钢落锤撕裂试验断口分析

通过对厚壁X70管线钢的落锤撕裂试验(DWTT),分析了X70管线钢DWTT典型断口和异常断口形貌及其评价方法,研究了不同板厚和温度对断口形貌的影响。结果表明,厚壁X70管线钢DWTT异常断口有4种类型。在APIRP5L3中被视为无效试样的异常断口应作为有效试样在相应的评定区域内进行评定;材料的强度越高、板越厚及试验温度越低,越易产生异常断口。研究结果对X70管线钢的安全设计具有重要意义。

提高管线钢DWTT断口剪切面积的途径

落锤撕裂试验(DWTT)被广泛用于评价管线钢的抗脆性断裂能力。因为异常断口的出现,使API RP 5L3标准的应用遇到一定的困难。首先评述了分层裂纹与异常断口的特点、成因以及异常断口改进的评判方法。随后,分析了提高DWTT性能所采用的成分设计、控轧控冷工艺等技术方案及其内在理论依据,并给出了提高管线钢DWTT断口剪切面积的若干建议。

大壁厚高钢级管线钢DWTT断口分析

对不同缺口形式和不同厚度的大壁厚高钢级管线钢试样进行了落锤撕裂试验,并对断口形貌进行了研究。结果表明:API RP 5L3对无效试样的定义已经不适用于大壁厚高钢级管线钢;大壁厚高钢级管线钢的DWTT压制缺口试样出现异常断口的几率较大。建议在试验时尽量采用人字形缺口的全壁厚试样;对于大壁厚高钢级管线钢,不管何种缺口形式的落锤撕裂试样,其断口都容易出现分离现象。

高强度船板拉伸断口分层原因分析

针对高强度船板拉伸试样断口出现分层的问题,对典型断口分层试样和断口合格试样取样进行金相检验及扫描电镜能谱分析,结果表明,异常断口试样夹杂物级别高,试样心部组织晶粒粗大,带状组织明显且有裂纹,分析认为,2.0级以上的硅酸盐夹杂和MnS夹杂、28μm宽的珠光体带及Ti、Nb元素的富集是导致拉伸裂纹进而出现断口分层的主要原因。

高强钢板拉伸断口分层原因的分析与探讨

针对高强度钢Q690D60~80 mm规格拉伸试验后试样断口出现分层的现象,利用金相显微镜,扫描电子显微镜及能谱仪对典型断口分层试样和断口合格试样进行试验分析。通过对显微组织、断口形貌观察以及分层附近区域分析后发现,该种分层与组织形貌和中心偏析无关,主要是小尺寸夹杂物和气泡的共同作用在厚度方向上对基体产生分割而造成的。