金属材料断裂韧度J_(IC)试验方案研究

鉴于多数断裂韧度JIC试验无法按GB/T2038-1991测出结果,对JIC试验方案进行了分析,探讨了在JIC测试中存在的问题并应用GB/T2038-1991和GB/T2038-1980进行了相应的试验。结果表明,按照GB/T2038-1991标准试验的可行性与材料的有效屈服强度有关;采用GB/T2038-1991标准测出的JIC值一般比旧标准偏大;GB/T2038-1991已经不能适应材料发展的需要,迫切需要修订和完善。

《低温延性断裂韧度J_(IC)测试技术》J=J_(IC)的理论基础

论述了J_(IC)测试技术的理论基础,主要概括了三点:1、在定常裂纹中,当HRR场大到足够包围断裂过程区时,J积分就是断裂参量,其临界值J_(IC)就是材料的一种断裂韧度;2、在扩展裂纹中,只要满足J控制裂纹扩展条件,J积分仍然是断裂参量,J_R曲线就表示材料的一种性能,而J_(IC)就是J_R曲线上的一个点;3、根据上述二点,利用J_R曲线就可以测定材料的断裂韧度J_(IC),而且J_(IC)可以是J_R曲线上的条件值。

低温延性断裂韧度J_(IC)测试技术

根据低温环境下对石油天然气设备及机器中常用的几种金属材料的实验研究结果编制的一项规范,用于油田低温断裂工程进行安全分析.用裂纹小试样,按本《测试技术》测定金属材料低温延性断裂韧度J_(IC)值,以及换算成低温K_(IC)值,此外,矿山、铁路、桥梁等露天作业的机械设备,在冬季作业时,对可能发生的低温断裂进行分析,也可参考使用。

《低温延性断裂韧度J_(IC)测试技术》J=J_(IC)的工程应用

简要说明了断裂力学在工程中,特别是在石油工业中应用的重要性。主要通过3个实际工程例子,详细体现了《低温延性断裂韧度J_(IC)测试技术》 J=J_(IC)的应用。

GH4698合金在500℃下J-Δa阻力曲线测定及KIC计算

根据试验标准ASTME1820,使用MTS Landmark立式框架结构高精度动态电液伺服试验系统进行断裂韧性试验,采用标准断裂韧性CT试样及单试样柔度法获取CTOD值等相关数据,完成了GH4698材料在500℃条件下的J-Δa曲线测试,并对其有效性进行了判断,通过断裂韧性J_(IC)获得了K_(IC)。GH4698材料的断裂韧性数据。试验结果表明,在500℃条件下,GH4698的断裂韧性有效数据分别为64MPa^(1/2)m和48MPa^(1/2)m。

基于多试样法的PVC塑料J-R阻力曲线的简便测量方法

获得PVC材料的J-R阻力曲线以及断裂韧度J_(IC)的难点在于裂纹扩展量Δa的测量,传统染色处理以及三维测量等方法过程复杂且测试成本高。由于塑料的易切割性,可以简化Δa的测量过程。因此,基于多试样法,提出根据规范的测点要求对加载后的试件沿着裂纹纵向切割成若干片、再通过工业电子显微镜测量每个切割片上的裂纹长度,从而获得Δa的二维测量方法。通过GB 21143—2014和ASTM D6068-10两个标准,应用该方法均能获得相对一致的J-R阻力曲线和J_(IC)值,测试结果有效且准确。其中根据GB 21143—2014获得PVC的J_(IC)值为8.03 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为9.93,指数为0.15;根据ASTM D6068-10获得PVC的J_(IC)为8.31 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为12.7,指数为0.3;表明ASTM D6068-10获得PVC的断裂韧度J_(IC)值和拟合方程的系数、指数均大于GB 21143—2014。由于PVC材料与金属材料性能的差异,得出ASTM D6068-10更适用于测试PVC材料的J-R阻力曲线和J_(IC)值的结论。该方法将传统的裂纹染色处理和三维测量等复杂操作简化为切片和二维测量,简化测量过程,降低了测量成本,可普及应用于塑料断裂韧性的测量。

ZG27CrNiMoRe钢的力学性能试验研究

介绍了高强度铸钢ZG27CrNiMoRe的常规力学性能和断裂力学性能,研究了力学性能回火温度的关系及常规力学性能与断裂韧度的关系;指出了该钢种应力-应变关系符合Ramberg-Osgood公式,验证了断裂判据Jc符合关系式,得出断裂韧度K_(IC)与冲击功、回火温度的关系及△K与dα/dN的关系曲线和该钢种的△K_(th)。为疲劳设计提供了可靠依据。