CN105308431B - 厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法 - Google Patents

厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法 Download PDF

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Abstract

提供通过小型试验来评价厚钢板的脆性断裂传播停止性能的简单的方法。作为小型试验，进行基于变形冲压缺口夏比冲击试验片的变形冲压缺口夏比冲击试验，所述变形冲压缺口夏比冲击试验片的选取位置为板厚中心部位置，在该变形冲压缺口夏比冲击试验片上沿脆性龟裂的传播方向导入有冲压缺口，根据在所述夏比冲击试验中求出的变形冲压缺口夏比吸收能量表现为40J的温度(℃)即pT40J来评价脆性断裂传播停止性能。

Description

厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法
技术领域
本发明涉及在船舶、海洋结构物、低温贮藏箱以及建筑/土木结构物等大型结构物中使用的厚钢板、尤其是板厚为50mm以上的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法。
背景技术
在船舶、海洋结构物、低温贮藏箱以及建筑/土木结构物等大型结构物中，与脆性断裂相伴随的事故对经济及环境影响较大，始终期望安全性的提高。并且，对于所使用的钢材，要求具有使用温度下的韧性及脆性断裂传播停止性能。
脆性断裂传播停止性能的评价通常是通过以ESSO试验或双重拉伸试验为代表的大型试验来进行的。但是，由于这些试验是大型的，因此，为了进行试验而需要较多的天数及成本，不容易简便地进行试验这一点是个问题。
因此，制定了在WES3003-1995中根据V型缺口夏比试验的断面转变温度(fracturesurface transition temperature)vTrs预测脆性断裂传播停止性能的方法。但是，对于近年来的板厚超过50mm的材料来说，处于预测精度差、难以简便地进行评价的状况。
为了解决该问题，替代大型试验，开发出了对试验片形状进行了研究的夏比冲击试验或落锤试验等比较小型且简易的评价方法。关于落锤试验，在专利文献1中提出了这样的方法：在沿试验片的板厚方向赋予压缩变形之后，通过冲压缺口制作试验片，以便更稳定地从脆性断面进行试验。
关于夏比冲击试验，作为更高效地从脆性断面进行试验的方法，在专利文献2中提出了这样的方法：使用在与夏比冲击试验片的缺口相当的部分形成焊道之后，引入深度为2mm以下的锯槽的试验片来替代夏比冲击试验片来。
在非专利文献1中记载有这样的技术：由于韧性根据板厚位置分布，因此，表示脆性断裂传播停止性能的通过ESSO试验求出的Kca值强烈地受到低韧性区域的影响，对于将各板厚位置处的韧性值关于该钢板的面积求平均所得到的值，进一步加权板厚中央部的值，来评价脆性断裂传播停止性能。
作为其他的考虑了板厚效果的脆性断裂传播停止性能的简易评价方法，在专利文献3中提出了这样的方法：根据利用从板厚中心部和表层部选取的试验片进行3点弯曲试验所得到的结果，来预测Kca值。此外，在专利文献4中提出了使用具有特殊形状的变形夏比冲击试验片来评价脆性断裂传播停止性能的技术。
在专利文献5中公开了使用冲压缺口夏比冲击试验片来评价板厚为50mm以上的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的技术。其中记载了一种厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，该厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法的特征在于，使用从板厚为50mm以上的厚钢板的板厚的中心部和与表面相距1/4板厚的位置处选取且导入有冲压缺口的夏比冲击试验片，来进行夏比冲击试验，并根据通过每个试验片的夏比冲击试验所得到的断面转变温度vTrs*来评价脆性断裂传播停止性能。
此外，在专利文献6中公开了以高精度求出板厚为50mm以上的厚钢板全体的抑制性能与使用了从厚钢板选取的小型试验片所得到的试验结果之间的相关关系的方法。这里，提出了如下技术：沿着板厚方向选取多个小型试验片，并通过与选取位置相对应的最优的方法进行小型试验，即，对于钢板表层，通过落锤试验来进行小型试验，对于钢板内部，通过测量脆性断面率或吸收能量的方法来进行小型试验，并适当地组合试验结果，根据组合结果来推断通过大型试验所得到的Kca值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭63-67544号公报
专利文献2：日本特开昭62-274258号公报
专利文献3：日本特开2008-46106号公报
专利文献4：日本特开2009-47462号公报
专利文献5：日本特开2011-33457号公报
专利文献6：日本特许4795487号公报
非专利文献
非专利文献1：焊接学会全国大会演讲概要(溶接学会全国大会講演概要)第49集P.108(1991)
非专利文献2：脆性裂纹抑制设计指南(脆性き裂アレスト設計指針)财团法人日本海事协会(2009)
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1～3的试验片的选取方法中，由于试验片的大小以及在进行焊接之后再度进行加工等，试验片的制作较烦杂，难以称得上是简便的方法。在专利文献4的技术中，由于试验片形状特殊，因此缺乏通用性。此外，在非专利文献1所记载的、根据考虑了板厚位置的韧性值所求出的Kca值来推断大型试验结果的方法中，确实在两者之间认识到了某种程度的相关性。但是，整体来说，偏差较大，现状是两者还没有一致到能够采用来替代大型试验的程度。
在专利文献5及专利文献6的技术中，需要从厚钢板的板厚方向的多个位置选取试验片来进行试验，因此，试验片的选取复杂，难以称得上是简便的方法。
因此，本发明的目的在于提供一种通过小型试验来评价厚钢板的脆性断裂传播停止性能的简易的方法。
用于解决课题的手段
本发明者使用专利文献5中记载的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，对板厚为50mm以上的厚壁材料的基于ESSO试验的脆性断裂传播停止性能、和基于导入有冲压缺口的冲压缺口夏比试验片或变形夏比试验片(以下称作变形冲压缺口夏比试验片。)的夏比冲击试验结果的相关性，进行了进一步的研究，重新得到了以下见解。在图4中示出了研究中使用的板厚为50mm以上的厚壁材料的ESSO试验片的断面的示意图。脆性裂纹的传播情况在板厚方向截面上不同，板厚中央部的脆性裂纹长度比表面部附近的脆性裂纹长度短，板厚中央部形成为凹陷的凹陷部。另外，在板厚为50mm以上的厚壁材料的ESSO试验片的断面上，存在如下情况：如图5所示那样，板厚中央部为凸部，夹着板厚中央部的上下的区域形成凹部。但是，在本发明中不将它们作为对象。
1.即使在脆性裂纹在板厚方向截面上的传播情况不同的情况(在图4中示出的、表面部的脆性裂纹传播得比板厚中央部长的情况)下，如果板厚中央部的脆性裂纹停止传播，则表面部分的动态应力放大系数(Dynamic stress intensity factor)在力学上下降，成为容易停止传播的状况，因此，板厚中央部的脆性裂纹传播停止性能代表钢板整体的脆性裂纹传播停止性能。
2.在通过从钢板的板厚中央部位置选取的试验片进行的冲压缺口夏比冲击试验中，吸收能量表现为20J至100J(优选25J至60J)的温度显示出了与该钢板的脆性断裂传播停止性能的值良好的相关性。特别地，表现为40J的温度(℃)即pT40J显示出了与该钢板的脆性断裂传播停止性能的值非常良好的相关性。
3.冲压缺口夏比吸收能量与脆性断面率相关，在2.中，在冲压缺口夏比吸收能量表现为20J至100J的情况下，脆性断面率为50％至90％，冲压缺口夏比吸收能量表现为25J至60J的情况下，脆性断面率为60％至90％。尤其是在表现为40J的情况下，脆性断面率为63％。冲压缺口夏比试验片的脆性断面率表现为50％至90％的温度(℃)与冲压缺口夏比吸收能量同样地显示出了与脆性断裂传播停止性能的值良好的相关性。特别地，冲压缺口夏比试验片的脆性断面率表现为63％的温度(℃)即63％BATT(Brittle area transitiontemperature)与冲压缺口夏比吸收能量同样地显示出了与脆性断裂传播停止性能的值非常良好的相关性。
4.此外，即使在从厚钢板的板厚中央部选取的、使与长边垂直的方向上的截面积比通常的试验片大并且超过100mm2的变形冲压缺口夏比试验片中，断面形态从脆性断裂转移为塑性断裂，脆性裂纹传播停止在试验片内再现。另一方面，在厚钢板的表面附近选取的变形冲压缺口夏比试验片的断面形态多是从塑性断裂转移为脆性断裂，脆性裂纹传播停止无法在试验片内再现。
并且，即使在同样地通过从钢板的板厚中央部位置选取的试验片进行的变形冲压缺口夏比冲击试验中，吸收能量表现为20J至225J的温度也显示出了与该钢板的脆性断裂传播停止性能的值良好的相关性。并且，在变形冲压缺口夏比冲击试验中，在吸收能量表现为20J至225J的情况下，脆性断面率为50％至90％。
5.在通过从厚钢板的板厚中央部位置选取的、与长边垂直的方向上的截面积(矩形截面积)超过100mm2的试验片进行的变形冲压缺口夏比冲击试验中，在变形冲压缺口夏比试验片的与长边垂直的方向上的截面是15mm见方的情况下，吸收能量为100J的温度(称为pT100J)成为20～225J能量转变温度(energy transition temperature)(℃)，在变形冲压缺口夏比试验片的与长边垂直的方向上的截面是13mm见方的情况下，吸收能量表现为68J的温度(称为pT68J)成为20～225J能量转变温度(℃)，且显示出了与该钢板的脆性断裂传播停止性能的值良好的相关性。
6.在是矩形截面积超过100mm2的变形冲压缺口夏比试验片的情况下，如图3所示，在变形冲压缺口夏比吸收能量与脆性断面率之间存在相关性，与长边垂直的方向上的截面是15mm见方时的变形冲压缺口夏比吸收能量为100J、与长边垂直的方向上的截面是13mm见方时的变形冲压缺口夏比吸收能量为68J的情况下的、双方的变形冲压缺口夏比试验片的脆性断面率为63％。变形冲压缺口夏比试验片的脆性断面率表现为63％的温度(℃)即63％断面转变温度(fracture surface transition temperature)BATT与变形冲压缺口夏比吸收能量同样地显示出了与脆性断裂传播停止性能的值良好的相关性，因此，能够替换夏比吸收能量的20～225J能量转变温度即pTE来用于脆性断裂传播停止性能的评价。
本发明是根据上述见解并进一步进行研究而完成的，其主旨如下。
[1]一种厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，对于50mm以上的厚钢板，使用从其板厚的中心部位置、即板厚的40％～60％位置处选取并导入有冲压缺口的冲压缺口夏比冲击试验片进行冲压缺口夏比冲击试验，根据通过每个试验片的夏比冲击试验所得到的20J～100J能量转变温度pTE或50％～90％断面转变温度BATT，来评价脆性断裂传播停止性能。
[2]根据1所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，根据Tk来推断脆性断裂传播停止性能(Kca值)为某个值的温度，其中Tk是根据所述能量转变温度pTE或断面转变温度BATT，按照下述算式(1-1)计算出的，
Tk＝a×(pTE或BATT)+b…(1-1)，
其中，pTE是冲压缺口夏比吸收能量的20～100J能量转变温度(℃)，BATT是50％～90％断面转变温度(℃)，a、b是系数。
[3]一种厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其通过小型试验来推断厚钢板的脆性断裂传播停止性能，其特征在于，所述小型试验是利用冲压缺口夏比冲击试验片进行的冲压缺口夏比冲击试验，所述冲压缺口夏比冲击试验片的选取位置为板厚中心部位置，在所述冲压缺口夏比冲击试验片上沿脆性龟裂的传播方向导入有冲压缺口，根据在所述夏比冲击试验中求出的冲压缺口夏比吸收能量表现为40J的温度(℃)即pT40J来评价脆性断裂传播停止性能。
[4]根据3所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，将根据所述pT40J并按照算式(1-2)计算出的Tk作为脆性断裂传播停止性能(Kca值)为6000N/mm1.5时的温度，来评价脆性断裂传播停止性能，
Tk＝a×pT40J+b…(1-2)，
其中，pT40J是冲压缺口夏比吸收能量表现为40J的温度，a、b是系数。
[5]根据3或者4所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，使用冲压缺口夏比试验片的脆性断面率表现为63％的温度即63％BATT，来替换pT40J。
[6]一种厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其通过小型试验来推断厚钢板的脆性断裂传播停止性能，其特征在于，所述小型试验是利用变形冲压缺口夏比冲击试验片进行的变形冲压缺口夏比冲击试验，所述变形冲压缺口夏比冲击试验片的选取位置为板厚中心部位置，在所述变形冲压缺口夏比冲击试验片上沿脆性龟裂的传播方向导入有冲压缺口，并且所述变形冲压缺口夏比冲击试验片的矩形截面积超过100mm2，根据在所述夏比冲击试验中求出的变形冲压缺口夏比吸收能量的20～225J能量转变温度即pTE(℃)来评价脆性断裂传播停止性能(Kca值)。
[7]根据6所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，将根据所述pTE(℃)并按照算式(3)计算出的Tk(℃)作为脆性断裂传播停止性能(Kca值)为目标值时的停止温度，比较所述停止温度和设定有所述脆性断裂传播停止性能(Kca值)的目标值的设定温度，来评价脆性断裂传播停止性能，
Tk＝a×pTE+b…(3)，
其中，pTE是变形冲压缺口夏比吸收能量的20～225J能量转变温度(℃)，a、b是系数。
[8]根据6或7所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，使用变形冲压缺口夏比冲击试验片的脆性断面率表现为50～90％的断面转变的50～90％断面转变温度BATT(℃)来替代pTE(℃)。
发明效果
根据本发明，即使不进行ESSO试验等大型的脆性龟裂传播试验，也能够使用与通常的夏比冲击试验同样的尺寸的试验片在板厚选取位置为1处的情况下简便且高精度地评价板厚为50mm以上的厚钢板的脆性断裂传播停止性能，因此，在产业上是极其有用的。
附图说明
图1是示出冲压缺口夏比试验片或变形冲压缺口夏比试验片的选取位置(板厚的50％的例子)的图。
图2的(a)是示出冲压缺口夏比试验片的图，(b)是示出变形冲压缺口夏比试验片的图。
图3是示出在通过矩形截面积超过100mm2的变形冲压缺口夏比试验片进行的变形冲压缺口夏比冲击试验中的变形冲压缺口夏比吸收能量(J)与脆性断面率(％)的关系的图(变形冲压缺口夏比试验片的与长边垂直的方向上的截面是13mm见方和15mm见方的情况)。
图4是板厚为50mm以上的厚壁材料的ESSO试验片的断面的示意图。
图5是板厚为50mm以上的厚壁材料的ESSO试验片的其他断面的示意图。
图6是示出冲压缺口夏比吸收能量与脆性断面率的关系的图。
具体实施方式
本发明是以板厚为50mm以上并且ESSO试验片的断面为图4的示意图所示的形状的厚钢板为对象，利用冲压缺口夏比试验结果或者变形冲压缺口夏比试验结果来推断脆性断裂传播停止性能的评价方法。
夏比试验是使用选取位置为板厚中心部位置并且被沿脆性龟裂的传播方向导入有冲压缺口的冲压缺口夏比试验片或者变形冲压缺口夏比试验片来进行的冲击试验。另外，在是与长边垂直的方向上的截面积(矩形截面积)超过100mm2的变形冲压缺口夏比试验片的情况下，选取100mm2～225mm2的试验片。选取位置为板厚中心部位置是指，使冲压缺口夏比试验或者变形冲压缺口夏比试验片的试验片宽度中心对应于钢板的板厚的40％～60％位置处来选取。图1是对应于板厚的50％位置处来选取的情况的示意图。
在使用导入有基于冲压的缺口而不是基于切除的缺口的夏比试验片的情况下，夏比试验结果显示出与脆性龟裂传播性能试验的结果良好的相关性，因此，选择冲压缺口夏比试验片。
优选以下述方式导入冲压缺口。在考虑了试验片方向的基础上，对应该选取试验片的原材料进行分割/切断，进而以刃状物对实施了外形精加工所得到的长方体状的小钢片压入切口部。本发明使用如下这样的、深度为2mm且角度为45度的2mmV切口的冲压缺口夏比试验片或者变形冲压缺口夏比试验片：如图2的(a)所示那样使试验片主体的尺寸为长边方向是55mm且与长边垂直的方向上的截面的尺寸是10×10mm；或者，如图2的(b)所示那样使试验片主体的尺寸为长边方向是50～60mm且与长边垂直的方向上的截面的尺寸是(10～15)×(10～15)mm。
在冲压缺口夏比试验或者变形冲压缺口夏比试验中，需要从得到的试验结果中排除脆性断裂发生特性的影响。因此，观察试验后的冲压缺口夏比试验或者变形冲压缺口夏比试验片，将没有从脆性龟裂发生破坏的试验片视为没有进行脆性龟裂传播停止性能的评价，并将其从试验结果删除。只通过从脆性龟裂发生了破坏的试验片而整理出的冲击试验结果排除了脆性断裂发生特性的影响，只反映出脆性断裂传播停止性能。
在本发明中，根据通过冲压缺口夏比试验所得的、吸收能量为20J至100J的20J～100J能量转变温度(℃)即pTE，来评价脆性断裂传播停止性能。特别地，在本发明中，根据通过冲压缺口夏比试验所得到的吸收能量表现为40J的温度即pT40J，来评价脆性断裂传播停止性能。以下，对以脆性断裂传播停止性能Kca值为6000N/mm1.5的温度的推断来评价脆性断裂传播停止性能的情况进行说明。
当是板厚为75mm以下的钢板的情况下，如果-10℃时的Kca值为6000N/mm1.5以上，则在-10℃时，脆性龟裂停止(非专利文献2)。根据进行冲压缺口夏比试验所得到的吸收能量为20J至100J的20J～100J能量转变温度即pTE(℃)、或者吸收能量表现为40J的40J能量转变温度pT40J来求出Kca值为6000N/mm1.5的温度，并根据该温度比-10℃高还是低，来评价脆性断裂传播停止性能。
STEP1
对于板厚为50mm以上的厚钢板，从其板厚的中心部位置选取冲压缺口夏比冲击试验片，并在导入冲压缺口之后，在各种试验温度下进行夏比冲击试验。由于冲压缺口的导入方向应该选取为龟裂传播的方向，因此，使冲压缺口的导入方向与ESSO试验中的缺口方向一致，具体而言与轧制方向或者轧制宽度方向一致。
STEP2
根据冲压缺口夏比冲击试验的结果，设吸收能量为20J～100J的温度为pTE，或者，设吸收能量表现为40J的温度为pT40J，将其值代入(1-1)式或者(1-2)式中来求出Tk*。这里求出的Tk*显示出与温度即Tk(6000)非常良好的相关性，在该温度即Tk(6000)下，通过ESSO试验测量出的脆性断裂传播停止性能Kca值为6000N/mm1.5。通过如所述那样计算出的Tk*，能够评价脆性断裂传播停止性能。
Tk＝a×(pTE或BATT)+b…(1-1)
这里，pTE是冲压缺口夏比吸收能量的20～100J能量转变温度(℃)。BATT是50～90％断面转变温度(℃)。a、b是系数。
Tk＝a×pT40J+b…(1-2)
这里，pT40J是冲压缺口夏比吸收能量表现为40J的温度。a、b是系数。
在要评价脆性断裂传播停止性能的钢板的屈服强度为360Mpa级别以上的情况下，在0.4＜a＜1.5、0＜b＜40的范围内能够得到良好的相关性。
式(1-2)是这样的实验算式：对各种试验片测量板厚中心部的pT40J，并对与这些试验片共用的试验体进行ESSO试验而求出温度即Tk(6000)，整理这些测量结果，求出板厚中心部的pT40J与温度即Tk(6000)的相关性。
得知冲压缺口夏比吸收能量与脆性断面率相关。在冲压缺口夏比吸收能量为20J至100J的情况下，脆性断面率为50％至90％，在吸收能量为25J至60J的情况下，脆性断面率为60％至90％。特别地，在冲压缺口夏比吸收能量表现为40J的温度下，得到了能够识别出从冲压缺口产生的脆性龟裂由于钢板的特性而停止这一情况的断面率(在本发明中，脆性断面率为63％)。
在图6中示出了冲压缺口夏比吸收能量与脆性断面率的关系。即，即使将式(1-1)的pTE(℃)替换为50～90％断面转变温度BATT(℃)，也能够得到与温度即Tk(6000)(℃)良好的相关性。
在将脆性断面率表现为63％的温度规定为63％BATT的情况下，63％BATT与pT40J是大致相同的温度。
STEP3
在温度即Tk(6000)比-10℃低的情况下，判定为脆性断裂传播停止性能优异。
即使在脆性断裂传播停止性能(Kca值)为4000N/mm1.5或8000N/mm1.5等6000N/mm1.5以外的值的情况下，也能够应用本发明，通过分别从实验结果导出相关式，能够实现与上述同样的评价。
在要评价脆性断裂传播停止性能的同一种类的厚钢板是多个的情况下，对其中的一个厚钢板预备性地实施本发明来预先评价该钢板的脆性断裂传播停止性能，对于其他的钢板，求出试验温度pT40J下的冲压缺口夏比试验的吸收能量(J)，根据下式，能够判定-10℃下的脆性裂纹传播停止性能。当是满足(2)式的钢板的情况下，脆性裂纹传播停止性能优异。
pE≧40(J)…(2)
pE是冲压缺口夏比试验的吸收能量(J)
接下来，在本发明中，当是矩形截面积超过100mm2的变形冲压缺口夏比试验片的情况下，根据通过变形冲压缺口夏比试验所得到的吸收能量为20～225J的20～225J能量转变温度(℃)即pTE，来评价脆性断裂传播停止性能。以下，对以脆性断裂传播停止性能Kca值为6000N/mm1.5的温度的推断来评价脆性断裂传播停止性能的情况进行说明。
当是板厚为75mm以下的钢板的情况下，如果-10℃下的Kca值为6000N/mm1.5以上，则在-10℃时，脆性龟裂停止(非专利文献2)。使用吸收能量为20～225J的能量转变温度即pTE(℃)来求出Kca值为6000N/mm1.5的温度，并根据该温度比-10℃高还是低来评价脆性断裂传播停止性能，其中，所述能量转变温度即pTE(℃)是通过进行使用了变形冲压缺口夏比试验片的夏比试验所得到的。
STEP1：
对于板厚为50mm以上的厚钢板，从其板厚的中心部位置选取变形冲压缺口夏比冲击试验片，并在导入冲压缺口之后，在各种试验温度下进行夏比冲击试验。由于冲压缺口的导入方向应该选取为龟裂传播的方向，因此，使冲压缺口的导入方向与ESSO试验中的缺口方向一致，具体而言与轧制方向或者轧制宽度方向一致。
STEP2
根据夏比冲击试验的结果，求出吸收能量为20～225J的温度，并将该温度设为20～225J能量转变温度即pTE(℃)，将其值代入(3)式来求出Tk(℃)。这里求出的Tk(℃)显示出与温度即Tk(6000)(℃)非常良好的相关性，在该温度即Tk(6000)(℃)下，通过ESSO试验测量出的脆性断裂传播停止性能Kca值为6000N/mm1.5。通过如所述那样计算出的Tk(℃)，能够评价脆性断裂传播停止性能。
Tk＝a×pTE+b…(3)
这里，pTE是20～225J能量转变温度(在截面是15mm见方的情况下变形冲压缺口夏比吸收能量表现为100J的温度，在截面是13mm见方的情况下变形冲压缺口夏比吸收能量表现为68J的温度)，a、b是系数。
在要评价脆性断裂传播停止性能的钢板的屈服强度为360Mpa级别以上的情况下，在0.4＜a＜1.5、0＜b＜40的范围内能够得到良好的相关性。
式(3)是这样的实验算式：对于各种试验片，测量出在截面是15mm见方时板厚中心部的变形冲压缺口夏比吸收能量表现为100J、在截面是13mm见方时板厚中心部的变形冲压缺口夏比吸收能量表现为68J的情况下的pTE(℃)，并且，对与这些试验片共用的试验体进行ESSO试验而求出温度即Tk(6000)(℃)，整理这些测量结果，从而求出pTE(℃)与温度即Tk(6000)(℃)的相关性。
得知变形冲压缺口夏比吸收能量与脆性断面率相关。在截面是15mm见方的情况下变形冲压缺口夏比吸收能量表现为100J、且截面是13mm见方的情况下变形冲压缺口夏比吸收能量表现为68J的温度下，得到了能够识别出从冲压缺口发生的脆性龟裂由于钢板的特性而停止这一情况的断面率(在本发明中，脆性断面率为63％)。在将脆性断面率表现为63％的温度规定为63％BATT(℃)的情况下，63％BATT(℃)、和在截面是15mm见方的情况下变形冲压缺口夏比吸收能量表现为100J且在截面是13mm见方的情况下变形冲压缺口夏比吸收能量表现为68J的温度是大致相同的温度，即使将式(3)的pTE(℃)替换为63％BATT(50～90％断面转变温度BATT)(℃)，也能够得到与温度即Tk(6000)(℃)良好的相关性。
STEP3
在温度即Tk(6000)(℃)比-10℃低的情况下，判定为脆性断裂传播停止性能优异。
即使在脆性断裂传播停止性能(Kca值)为4000N/mm1.5或8000N/mm1.5等6000N/mm1.5以外的值的情况下也能够应用本发明，通过分别从实验结果导出相关式，能够实现与上述同样的评价。
在要评价脆性断裂传播停止性能的同一种类的厚钢板是多个的情况下，对其中的一个厚钢板预备性地实施本发明来预先评价该钢板的脆性断裂传播停止性能，对于其他的钢板，求出试验温度pTE下的变形冲压缺口夏比试验片的吸收能量(J)，根据下式，能够判定-10℃下的脆性裂纹传播停止性能。在截面是15mm见方的变形冲压缺口夏比试验片并且在试验温度pT100(℃)下满足(4)式的钢板的情况下，脆性裂纹传播停止性能优异。
pE≧100(J)…(4)
pE是试验温度pTE(℃)下的变形冲压缺口夏比试验的吸收能量(J)
实施例1
对于板厚为50mm以上的厚钢板，从板厚中心部选取夏比冲击试验片原材料，使用由硬钢制作的刃状物在该试验片原材料上导入变形冲压缺口，以用于夏比冲击试验。在表1中示出了厚钢板的成分组成，在表2中示出了制造条件。另外，设冲压缺口夏比冲击试验片的矩形截面积为100mm2(截面是10mm见方)。
[表1]
[表2]
在各种温度下进行夏比冲击试验，求出冲压缺口夏比吸收能量表现为40J的温度即pT40J。在冲压缺口夏比冲击试验中，在试验后观察冲压缺口夏比冲击试验片，将没有从脆性龟裂发生破坏的试验片视为没有进行脆性龟裂传播停止性能的评价并将其除去，在各试验温度下获取从脆性龟裂发生了破坏的5个试验片的平均值。此后，将pT40J的值代入上述(1-2)式来求出温度Tk*。此外，将63％BATT替代pT40J的值代入上述(1-2)式来求出温度Tk**。
另一方面，与冲压缺口夏比冲击试验一并对相同的厚钢板进行作为大型的脆性龟裂传播试验的ESSO试验，来求出Kca值为6000N/mm1.5的温度即Tk6000。在表3中示出了Tk*、Tk**及Tk6000。比较例是根据在以往的预测中使用的V型缺口夏比试验片的韧脆断面转变温度(ductile-brittle fracture surface transition temperature)vTrs而预测的结果。
在比较例中，预测误差较大，误差为30℃以上。另一方面，在本发明中，预测误差全部在10℃以内，精度非常高，确认了本发明的脆性龟裂传播停止性能的评价方法的有用性。
[表3]
注1：Tk600(℃)是在大型试验(ESSO试验)中实际测量出的Kca＝6000N/mm1.5的温度
注2：Tk*(℃)是根据冲压缺口夏比试验的吸收能量的结果通过(1-2)式预测出的Kca＝6000N/mm1.5的温度
注3：Tk**(℃)是根据冲压缺口夏比试验的脆性断面率的结果通过(1-2)式预测出的Kca＝6000N/mm1.5的温度
实施例2
对于板厚为50mm以上的厚钢板，从板厚中心部选取夏比冲击试验片原材料，使用由硬钢制作的刃状物在该试验片原材料上导入变形冲压缺口，以用于夏比冲击试验。将变形冲压缺口夏比试验片制作成：与长边方向垂直的截面是15mm见方和13mm见方。在表4中示出了厚钢板的成分组成，在表5中示出了制造条件。
[表4]
表4 (质量％)
[表5]
在各种温度下进行夏比冲击试验，求出在截面是15mm见方的情况下变形冲压缺口夏比吸收能量为100J的温度即pT100(℃)，并求出在截面是13mm见方的情况下变形冲压缺口夏比吸收能量为68J的温度即pT68(℃)。在变形冲压缺口夏比冲击试验中，在试验后观察变形冲压缺口夏比冲击试验片，将没有从脆性龟裂发生破坏的试验片视为没有进行脆性龟裂传播停止性能的评价并将其除去，在各试验温度下获得从脆性龟裂发生了破坏的5个试验片的平均值。此后，将pT100(℃)、或者pT68(℃)的值代入上述(3)式来求出截面是15mm见方和13mm见方时的各自的温度Tk*(℃)。此外，根据脆性断面率而求出的截面是15mm见方与13mm见方时的各自的温度Tk**也是通过同样的方法而求出的。
另一方面，与变形冲压缺口夏比冲击试验一并对相同的厚钢板进行作为大型的脆性龟裂传播试验的ESSO试验，来求出Kca值为6000N/mm1.5的温度即Tk6000(℃)。在表6、7中示出了Tk(℃)及Tk6000(℃)。比较例是根据在以往预测中使用的V型缺口夏比试验片的韧脆断面转变温度vTrs而预测的结果。
在比较例中，预测误差较大，误差为30℃以上。另一方面，在本发明中，预测误差全部在10℃以内，精度非常高，确认了本发明的脆性龟裂传播停止性能的评价方法的有用性。
[表6]
注1：Tk600(℃)是在大型试验(ESSO试验)中实际测量出的Kca＝6000N/mm1.5的温度
注2：Tk*(℃)是根据变形冲压缺口夏比试验的吸收能量的结果通过(3)式预测出的Kca＝6000N/mm1.5的温度
注3：Tk**(℃)是根据变形冲压缺口夏比试验的脆性断面率的结果通过(3)式预测出的Kca＝6000N/mm1.5的温度
[表7]
注1：Tk600(℃)是在大型试验(ESSO试验)中实际测量出的Kca＝6000N/mm1.5的温度
注2：Tk*(℃)是根据变形冲压缺口夏比试验的吸收能量的结果通过(3)式预测出的Kca＝6000N/mm1.5的温度
注3：Tk**(℃)是根据变形冲压缺口夏比试验的脆性断面率的结果通过(3)式预测出的Kca＝6000N/mm1.5的温度
标号说明
1：冲压缺口夏比试验片或变形冲压缺口夏比冲击试验片；
2：2mmV型冲压缺口。

Claims (8)

1.一种厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，
对于50mm以上的厚钢板，使用从其板厚的中心部位置、即板厚的40％～60％位置处选取并导入有冲压缺口的冲压缺口夏比冲击试验片进行冲压缺口夏比冲击试验，根据通过每个试验片的夏比冲击试验所得到的20J～100J能量转变温度pTE或50％～90％断面转变温度BATT，来评价脆性断裂传播停止性能。
2.根据权利要求1所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，
根据Tk来推断脆性断裂传播停止性能(Kca值)为某个值的温度，其中Tk是根据所述能量转变温度pTE或断面转变温度BATT，按照下述算式(1-1)计算出的，
Tk＝a×(pTE或BATT)+b···(1-1)，
其中，pTE是冲压缺口夏比吸收能量的20～100J能量转变温度(℃)，BATT是50％～90％断面转变温度(℃)，a、b是系数。
3.一种厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其通过小型试验来推断厚钢板的脆性断裂传播停止性能，其特征在于，
所述小型试验是利用冲压缺口夏比冲击试验片进行的冲压缺口夏比冲击试验，所述冲压缺口夏比冲击试验片的选取位置为板厚中心部位置，在所述冲压缺口夏比冲击试验片上沿脆性龟裂的传播方向导入有冲压缺口，根据在所述夏比冲击试验中求出的冲压缺口夏比吸收能量表现为40J的温度(℃)即pT40J来评价脆性断裂传播停止性能。
4.根据权利要求3所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，
将根据所述pT40J并按照算式(1-2)计算出的Tk作为脆性断裂传播停止性能(Kca值)为6000N/mm1.5时的温度，来评价脆性断裂传播停止性能，
Tk＝a×pT40J+b···(1-2)，
其中，pT40J是冲压缺口夏比吸收能量表现为40J的温度，a、b是系数。
5.根据权利要求3或者4所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，
使用冲压缺口夏比试验片的脆性断面率表现为63％的温度即63％BATT，来替换pT40J。
6.一种厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其通过小型试验来推断厚钢板的脆性断裂传播停止性能，其特征在于，
所述小型试验是利用变形冲压缺口夏比冲击试验片进行的变形冲压缺口夏比冲击试验，所述变形冲压缺口夏比冲击试验片的选取位置为板厚中心部位置，在所述变形冲压缺口夏比冲击试验片上沿脆性龟裂的传播方向导入有冲压缺口，并且所述变形冲压缺口夏比冲击试验片的矩形截面积超过100mm2，根据在所述夏比冲击试验中求出的夏比吸收能量的20～225J能量转变温度即pTE(℃)来评价脆性断裂传播停止性能(Kca值)。
7.根据权利要求6所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，
将根据所述pTE(℃)并按照算式(3)计算出的Tk(℃)作为脆性断裂传播停止性能(Kca值)为目标值时的停止温度，比较所述停止温度和设定有所述脆性断裂传播停止性能(Kca值)的目标值的设定温度，来评价脆性断裂传播停止性能，
Tk＝a×pTE+b···(3)，
其中，pTE是变形冲压缺口夏比吸收能量的20～225J能量转变温度(℃)，a、b是系数。
8.根据权利要求6或7所述的厚钢板的脆性断裂传播停止性能的评价方法，其特征在于，
使用变形冲压缺口夏比冲击试验片的脆性断面率表现为50～90％的断面转变的50～90％断面转变温度BATT(℃)来替代pTE(℃)。
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