超低温裂纹尖端张开位移(CTOD)实验装置改进及焊接接头断裂韧性分析

针对超低温裂纹尖端张开位移(CTOD)实验中存在的试样对中不准确和温度控制不精确等问题,该文对现有设备进行了改进并展开测试实验。首先,选用9Ni钢焊接液化天然气(LNG)储罐并使用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)观察焊接接头的组织形貌;然后,用改进的CTOD实验装置测定接头的断裂韧性;最后,使用光学显微镜(OM)、SEM和EBSD分析CTOD断口形貌和疲劳裂纹的走向。实验观察到在焊接接头的熔合线处存在宽度约17μm的过渡层,元素Mo和Nb发生了偏聚,焊缝疲劳裂纹穿晶扩展;热影响区CTOD值低于焊缝且离散性较大,在主体实验过程中,出现了pop-in现象,产生的微裂纹沿熔合线粗晶区一侧扩展;粗晶区晶粒宽度达50~100μm,组织为粗大的板条马氏体,且大角度晶界比例较低。由实验可知粗晶区是整个接头断裂韧性最薄弱的区域。

桥梁钢Q370qE焊缝断裂韧性CTOD试验研究

依据英国标准BS7448断裂韧度试验标准和DNV-OS-C401,对桥梁用钢Q370qE进行了CTOD(裂纹尖端张开位移)试验,分别测试了在低温(-20℃)和常温(20℃)条件下不同厚度的母材、热影响区、焊缝的CTOD断裂韧度,实验结果表明,在同种物理条件下,焊缝的韧性比母材和热影响区试件差。