CN105092335A - 一种避免dwtt异常断口的试样及其制备方法 - Google Patents

一种避免dwtt异常断口的试样及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105092335A
CN105092335A CN201510531840.5A CN201510531840A CN105092335A CN 105092335 A CN105092335 A CN 105092335A CN 201510531840 A CN201510531840 A CN 201510531840A CN 105092335 A CN105092335 A CN 105092335A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
dwtt
shaped notch
type otch
notch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510531840.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105092335B (zh
Inventor
何小东
梁明华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
CNPC Tubular Goods Research Institute
Original Assignee
China National Petroleum Corp
CNPC Tubular Goods Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Petroleum Corp, CNPC Tubular Goods Research Institute filed Critical China National Petroleum Corp
Priority to CN201510531840.5A priority Critical patent/CN105092335B/zh
Publication of CN105092335A publication Critical patent/CN105092335A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105092335B publication Critical patent/CN105092335B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种避免DWTT异常断口的试样及其制备方法，属于材料韧性测试领域。该DWTT试样是在标准试样的锤击侧中部预制一个L型切口和在V型缺口根部预制一个I型切口。该L型切口和I型切口采用电火花线切割方法制备，L型切口在试样宽度方向的深度为10±0.2mm，沿试样长度的长为20±0.5mm；I型切口在试样宽度方向的深度为5±0.2mm。电火花线切割L型切口和I型切口所采用的钼丝直径须小于或等于0.15mm。本发明提供的DWTT试样在重锤锤击时启裂更容易，降低了锤击侧的加工硬化，可以有效降低或消除DWTT异常断口产生，试验结果更接近实际爆破断口，节约试验成本。

Description

一种避免DWTT异常断口的试样及其制备方法
技术领域
本发明属于材料韧性测试的技术领域，涉及一种避免DWTT异常断口的试样及其制备方法。
背景技术
对于油气输送管道，材料韧性是其的力学性能之一。韧性测试采用的主要方法有：小试样的冲击试验(CVN)和基于线弹性KIC及基于弹塑性断裂力学的J积分、裂纹尖端张开位移(CTOD)试验，以及大试样的落锤撕裂试验和全尺寸实物爆破试验。小试样的夏比冲击试验简便易行，能测试金属材料的抗冲击能量和断口韧脆面积，但由于能量测试范围小，试验时采用小尺寸试样，不能将所测试的韧脆转变温度等同于金属材料实际的韧脆转变温度，尤其是对于厚度较大的材料。基于线弹性力学的KIC和基于弹塑性断裂力学的J积分及裂纹尖端张开位移(CTOD)可以定量进行结构的韧性设计和校核，但试验过程相当复杂，在实际材料测试中应用并不多。全尺寸爆破试验可以真实反映材料抗断裂的能力，但试验成本昂贵，试验介周期长。大试样落锤撕裂试验(DWTT)是一种动态撕裂试验，常常通过测试金属材料的撕裂断口的剪切面积来判断其断裂韧性好坏，试验简便，成本低，其测试结果更符合材料实际的服役条件。
随着TMCP轧制工艺的采用和工程服役条件需要，强度高、厚度大、抗动态撕裂韧性好的金属材料开成功发，并在重大油气输送管道工程和重大装备上得到应用。但这些材料在采用标准的DWTT试样进行落锤撕裂试验时很容易出现异常断口，即在试样缺口下为韧性断裂接着转化为解理断裂，这种情况在APIRP5L3中规定为试样无效，需要重新取样试验，但重新试验仍避免不了异常断口的产生，而且极大浪费时间和成本。虽然通过大量研究，有文献和相关标准提出了异常断口剪切面积百分比的评判，但异常断口形貌相当复杂，对异常断口有效性的评价具有很高的技术性，并且所采用的异常断口评判方法缺少理论支持，一定程度上还存在争议。同时，大壁厚、强韧性管线钢DWTT试验异常断口与正常断口形貌大有不同，与实物爆破试验断口的相关性也极大降低。现有研究成果表明，DWTT异常断口产生的主要原因在于材料的强度高、韧性塑性好、厚度较大，导致重锤锤击时，试样启裂困难，在锤击侧产生严重的加工硬化和厚度增加的现象。因此，为了避免大壁厚、强韧性管线钢DWTT试验异常断口的产生，需要选设计一种新的DWTT试样，克服启裂困难、锤击侧加工硬化严重的现象。
发明内容
本发明的目的在于针对现有标准DWTT试样存在的局限性，提供一种避免DWTT异常断口的试样及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种避免DWTT异常断口的试样，包括标准试样，标准试样的锤击侧的中部预制一个用于承载重锤锤击时能量的L型切口，在锤击侧对侧的V型缺口根部预制一个用于消除V型缺口根部加工变形影响的I型切口。
本发明进一步的改进在于：
所述V型缺口的深度为5±0.5mm，角度为45°±2°。
所述I型切口在标准试样宽度方向的深度为5±0.2mm。
所述L型切口在标准试样宽度方向的深度为10±0.2mm，沿长度方向的长度为20±0.5mm。
所述L型切口长边的中点位于标准试样的中心线上。
本发明还公开了一种避免DWTT异常断口试样的制备方法，包括以下步骤：
第一步，先采用锯切和铣削的方法加工试样坯，并在试样坯的一侧中心线处压制一个深度为5±0.5mm，角度为45°±2°的V型缺口；
第二步，在V型缺口的根部，采用电火花线切割一个深度为5±0.2mm的I型切口；
第三步，在V型缺口的对侧，采用电火花线切割一个在试样宽度方向深度为10±0.2mm，沿长度方向长度为20±0.5mm的L型切口。
其中，电火花线切割L型切口和I型切口所采用的钼丝的直径小于或等于0.15mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明在标准试样的锤击侧开设L型切口，在其对侧的V型缺口的根部开设I型切口，L型切口的主要作用是承载重锤锤击时的能量，阻隔锤击侧试样加工硬化区域扩展，减少试样因锤击产生压缩变形，并将锤击能量传递到试样缺口根部，使DWTT试样瞬间撕裂。I型切口的主要作用是消除V型缺口根部的加工变形影响，切口根部应力更加集中，使得DWTT试样裂纹萌生更为容易，进一步减小锤击侧的变形。因此，本发明在重锤锤击时启裂更容易，降低了锤击侧的加工硬化，可以有效降低或消除DWTT异常断口产生，试验结果更接近实际爆破断口，减少重复试验，节约试验成本，且制备方法简单，经济适用。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中A-A方向的侧剖图；
图3为本发明的俯视图。
其中，1为标准试样；2为L型切口；3为V型缺口；4为I型切口。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面对本发明的实施例作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明是在标准试样1的锤击侧中部预制一个L型切口2和在V型缺口3根部预制一个I型切口4。L型切口2的主要作用是承载重锤锤击时的能量，阻隔锤击侧试样加工硬化区域扩展，减少试样因锤击产生压缩变形，并将锤击能量传递到试样缺口根部，使DWTT试样瞬间撕裂。I型切口4的主要作用是消除V型缺口3根部的加工变形影响，切口根部应力更加集中，使得DWTT试样裂纹萌生更为容易，进一步减小锤击侧的变形。在L型切口2和I型切口4作用下，可以避免DWTT异常断口的产生。
其中，L型切口2在试样宽度方向的深度为10±0.2mm，沿试样长度方向的长度为20±0.5mm。I型切口4在试样宽度方向的深度为5±0.2mm。L型切口2制备时，L型切口2位于试样的锤击侧(V型缺口3对侧)，并且位于试样中心线。I型切口4制备时，I型切口4位于V型缺口3根部。
本发明还公开了一种避免DWTT异常断口的试样制备方法，包括如下步骤：
第一步，标准落锤试样制作。先采用锯切和铣削的方法，加工试样坯，并在试样坯的一侧压制深度为5±0.5mm，角度为45°±2°的V型缺口3。
第二步，I型切口4加工。在V型缺口3根部，采用电火花线切割一个I型切口4。
第三步，L型切口2加工。在V型缺口3对侧(锤击侧)，采用电火花线切割一个L型切口2。其中，电火花线切割L型切口2和I型切口4所采用的钼丝直径须小于或等于0.15mm。
实施例
以厚度33.0mmX80管线钢的DWTT试样为例。
参见图1，本发明实例提供的一种避免DWTT异常断口的试样，该试样是在标准试样1的锤击侧中部预制一个L型切口2和在V型缺口3根部预制一个I型切口4。
制备方法按照如下步骤制备：
步骤一、标准落锤试样制作。先采用锯切和铣削的方法，加工试样坯，并在试样坯的一侧中心线处压制深度为5±0.5mm，角度为45°±2°的V型缺口3。
步骤二、I型切口4加工。在V型缺口3根部，采用电火花线切割一个I型切口4。该I切口在试样宽度方向的深度为5±0.2mm。
步骤三、L型切口2加工。在V型缺口3对侧(锤击侧)，采用电火花线切割一个L型切口2。该L型切口2位于试样中心线，在试样宽度方向的深度为10±0.2mm，沿试样长度的长度为20±0.5mm。其中，电火花线切割L型切口2和I型切口4所采用的钼丝直径为0.15mm。
本发明实施例和标准试样断口剪切面积评定结果对比见表1。
表1本发明实施例和标准试样断口剪切面积评定结果
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种避免DWTT异常断口的试样，其特征在于：包括标准试样(1)，标准试样(1)的锤击侧的中部预制一个用于承载重锤锤击时能量的L型切口(2)，在锤击侧对侧的V型缺口(3)根部预制一个用于消除V型缺口(3)根部加工变形影响的I型切口(4)。
2.根据权利要求1所述的避免DWTT异常断口的试样，其特征在于：所述V型缺口(3)的深度为5±0.5mm，角度为45°±2°。
3.根据权利要求1所述的避免DWTT异常断口的试样，其特征在于：所述I型切口(4)在标准试样(1)宽度方向的深度为5±0.2mm。
4.根据权利要求1所述的避免DWTT异常断口的试样，其特征在于：所述L型切口(2)在标准试样(1)宽度方向的深度为10±0.2mm，沿长度方向的长度为20±0.5mm。
5.根据权利要求1所述的避免DWTT异常断口的试样，其特征在于：所述L型切口(2)长边的中点位于标准试样(1)的中心线上。
6.一种如权利要求1所述避免DWTT异常断口试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，先采用锯切和铣削的方法加工试样坯，并在试样坯的一侧中心线处压制一个深度为5±0.5mm，角度为45°±2°的V型缺口(3)；
第二步，在V型缺口(3)的根部，采用电火花线切割一个深度为5±0.2mm的I型切口(4)；
第三步，在V型缺口(3)的对侧，采用电火花线切割一个在试样宽度方向深度为10±0.2mm，沿长度方向长度为20±0.5mm的L型切口(2)。
7.根据权利要求6所述的避免DWTT异常断口的试样，其特征在于：电火花线切割L型切口(2)和I型切口(4)所采用的钼丝的直径小于或等于0.15mm。
CN201510531840.5A 2015-08-26 2015-08-26 一种避免dwtt异常断口的试样及其制备方法 Active CN105092335B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510531840.5A CN105092335B (zh) 2015-08-26 2015-08-26 一种避免dwtt异常断口的试样及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510531840.5A CN105092335B (zh) 2015-08-26 2015-08-26 一种避免dwtt异常断口的试样及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105092335A true CN105092335A (zh) 2015-11-25
CN105092335B CN105092335B (zh) 2017-12-01

Family

ID=54573260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510531840.5A Active CN105092335B (zh) 2015-08-26 2015-08-26 一种避免dwtt异常断口的试样及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105092335B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107297602A (zh) * 2017-08-04 2017-10-27 北京首钢股份有限公司 一种落锤试样专用压刀的加工方法
CN108333047A (zh) * 2018-02-07 2018-07-27 西北工业大学 一种i型裂纹试样的动态对称拉伸装置及其实验方法
CN109297838A (zh) * 2018-11-16 2019-02-01 南京钢铁股份有限公司 一种止裂钢产品性能检验方法
CN109682658A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 中国石油天然气集团有限公司 避免大壁厚高韧性x80钢管dwtt异常断口的dwtt试样及其方法
CN111610114A (zh) * 2020-04-30 2020-09-01 陕西省天然气股份有限公司 一种管线钢裂纹扩展阻力测试方法
CN111735722A (zh) * 2020-05-13 2020-10-02 中国石油天然气集团有限公司 一种落锤撕裂试样

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122227A (ja) * 1984-07-10 1986-01-30 Yoshida Kogyo Kk <Ykk> 建築用試験形材の製造方法
CN102466600A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 中国石油天然气集团公司 一种钢管落锤撕裂试验异常断口评价方法
JP2012173173A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Toshiba Corp 引張および破壊靭性試験方法
CN103170679A (zh) * 2011-12-23 2013-06-26 北京隆盛泰科石油管科技有限公司 一种dwtt试样人字型缺口的加工设备
CN103323297A (zh) * 2013-03-18 2013-09-25 上海振华重工(集团)股份有限公司 高强钢焊接接头断裂试样疲劳裂纹预制方法
CN103512814A (zh) * 2012-06-14 2014-01-15 中国石油天然气集团公司 一种落锤撕裂试验系统及其方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122227A (ja) * 1984-07-10 1986-01-30 Yoshida Kogyo Kk <Ykk> 建築用試験形材の製造方法
CN102466600A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 中国石油天然气集团公司 一种钢管落锤撕裂试验异常断口评价方法
JP2012173173A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Toshiba Corp 引張および破壊靭性試験方法
CN103170679A (zh) * 2011-12-23 2013-06-26 北京隆盛泰科石油管科技有限公司 一种dwtt试样人字型缺口的加工设备
CN103512814A (zh) * 2012-06-14 2014-01-15 中国石油天然气集团公司 一种落锤撕裂试验系统及其方法
CN103323297A (zh) * 2013-03-18 2013-09-25 上海振华重工(集团)股份有限公司 高强钢焊接接头断裂试样疲劳裂纹预制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会: "《GB_T_8363-2007》", 25 October 2007 *
陈鼎 等: "硬质合金断裂韧度的测试研究现状", 《粉末冶金技术》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107297602A (zh) * 2017-08-04 2017-10-27 北京首钢股份有限公司 一种落锤试样专用压刀的加工方法
CN108333047A (zh) * 2018-02-07 2018-07-27 西北工业大学 一种i型裂纹试样的动态对称拉伸装置及其实验方法
CN108333047B (zh) * 2018-02-07 2020-11-20 西北工业大学 一种i型裂纹试样的动态对称拉伸装置及其实验方法
CN109297838A (zh) * 2018-11-16 2019-02-01 南京钢铁股份有限公司 一种止裂钢产品性能检验方法
CN109682658A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 中国石油天然气集团有限公司 避免大壁厚高韧性x80钢管dwtt异常断口的dwtt试样及其方法
CN109682658B (zh) * 2018-12-27 2021-06-01 中国石油天然气集团有限公司 避免大壁厚高韧性x80钢管dwtt异常断口的dwtt试样及其方法
CN111610114A (zh) * 2020-04-30 2020-09-01 陕西省天然气股份有限公司 一种管线钢裂纹扩展阻力测试方法
CN111735722A (zh) * 2020-05-13 2020-10-02 中国石油天然气集团有限公司 一种落锤撕裂试样

Also Published As

Publication number Publication date
CN105092335B (zh) 2017-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105092335A (zh) 一种避免dwtt异常断口的试样及其制备方法
JP5720798B2 (ja) 金属部材の疲労亀裂進展抑制方法及び疲労亀裂進展抑制された金属部材
Itabashi et al. Mechanical characterization of pre-fatigued free-cutting steels under dynamic tension
JP2018128299A (ja) 十字引張継手の破断様式判定方法、及び、十字引張継手用薄鋼板
CN111735722A (zh) 一种落锤撕裂试样
CN109781551B (zh) 一种避免x90/x100管线钢落锤试样出现异常断口的方法
CN103471935A (zh) Ⅲ型裂纹断裂韧性的测试试件
CN203479643U (zh) Ⅲ型裂纹断裂韧性的测试试件
Zhenqian et al. Failure analysis of vessel propeller bolts under fastening stress and cathode protection environment
RU2539111C1 (ru) Способ определения сопротивления протяженному вязкому разрушению высокопрочных трубных сталей
JP2013139602A (ja) 耐延性破壊特性に優れた低降伏比高強度鋼板
Musalaiah et al. Shear strength enhancement in vibratory lap welded joints
JP5874290B2 (ja) 耐延性亀裂進展特性に優れた溶接継手用鋼材およびその製造方法
Rao et al. Experimental validation of fatigue life for thread rolling form tool material
CN102466600B (zh) 一种钢管落锤撕裂试验异常断口评价方法
CN110765409A (zh) 一种预测弹体侵彻贯穿钢筋混凝土靶板破坏行为的方法
Grigorescu et al. Effect of martensite content and geometry of inclusions on the VHCF properties of predeformed metastable austenitic stainless steels
Xiaoming et al. Effect of static hydrogen charging on corrosion and hydrogen embrittlement of High strength steel
Zheng et al. Effects of Hydrostatic Testing on the Growth of Stress-Corrosion Cracks
Panin et al. Influence of stress concentrator shape and testing temperature on impact bending fracture of 17Mn1Si pipe steel
CN204027947U (zh) 摆锤式冲击试验机的试样砧座结构
Akbary et al. Effects of strain rate due to SMAW welding on mechanical properties of AISI 1005 low alloy steel
Tóth Quantification of Notch Effects—in Brittle-Ductile Transition
JONAS Influence of preloading on the sustained load cracking behavior of maraging steels in hydrogen
Fang et al. Cause Analysis of Cracking of Steam Pressure Sampling Tube at Inlet of High Pressure Cylinder of an Ultra-Supercritical Unit

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant