CN112326429A - 一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法 - Google Patents

一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法，将耐热钢样品切割为不同厚度的耐热钢片；在耐热钢片的一侧加工切口，获得切口耐热钢片；在设定温度下，获得切口耐热钢片的载荷‑位移曲线；根据载荷‑位移曲线，获得切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷；根据载荷获得切口耐热钢片的断裂韧性；将切口耐热钢片的厚度和断裂韧性进行拟合，获得切口耐热钢片的厚度、切口耐热钢片的断裂韧性和耐热钢样品的切口断裂韧性值的关系式；根据关系式获得耐热钢样品的切口断裂韧性值；根据耐热钢样品的切口断裂韧性值确定耐热钢样品的平面应变断裂韧性。本发明实现了小厚度的耐热钢平面应变断裂韧性检测的准确性，从而提高了耐热钢的生产安全性。

Description

一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法
技术领域
本发明涉及钢检测技术领域，特别是涉及一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法。
背景技术
中国的火电机组建设一直朝着高参数、大容量方向发展，随之带来的是对HR3C等高性能耐热钢的使用量在逐年增加。然而，大量的研究表明，HR3C钢随着服役时间的增加，韧性会快速下降，由此引发了不少HR3C炉管的早期失效事故。如何测算出服役态的HR3C钢的平面断裂韧性，以评估其裂纹状态是否会对安全运行带来重要影响，已经受到业界专家的关注。
材料抵抗裂纹扩展断裂能力大小的韧性性能称为断裂韧性，用于表征材料阻止裂纹扩展的能力，在断裂力学领域已得到广泛应用。最主要的判据为K判据，包括应力场强度因子KⅠ和断裂韧性KⅠC两个指标。裂纹体受力时，当KⅠ≥KⅠC时，就会发生脆性断裂，反之则不会。KⅠ主要取决于裂纹的形态和深度。KⅠC是材料的力学性能指标之一，主要取决于材料的成分、组织等内在因素，与应力、裂纹等外在因素无关，对HR3C钢而言主要取决于其组织结构。准确测算出HR3C钢的KⅠC是评估其炉管安全运行的重要因素。
根据GB/T 4161-2007及GB/T 21143-2007标准的要求，用于测量断裂韧性KⅠC试样的尺寸满足厚度大于45mm的条件要求，而实际使用的HR3C耐热钢管的壁厚一般小于20mm，不能符合上述尺寸。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法，提高了钢的平面应变断裂韧性的检测准确性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法，包括：
将耐热钢样品切割为不同厚度的耐热钢片；
在所述耐热钢片的一侧加工切口，获得切口耐热钢片；
在设定温度下，获得所述切口耐热钢片的载荷-位移曲线；
根据所述载荷-位移曲线，获得所述切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷；
根据所述载荷获得所述切口耐热钢片的断裂韧性；
将所述切口耐热钢片的厚度和断裂韧性进行拟合，获得所述切口耐热钢片的厚度、所述切口耐热钢片的断裂韧性和所述耐热钢样品的切口断裂韧性值的关系式；
根据所述关系式获得所述耐热钢样品的切口断裂韧性值；
根据所述耐热钢样品的切口断裂韧性值确定所述耐热钢样品的平面应变断裂韧性。
可选地，所述耐热钢样品为HR3C耐热钢管。
可选地，所述将耐热钢样品切割为不同厚度的耐热钢片，具体包括：
将所述HR3C耐热钢管轴向切割为不同厚度的耐热钢片。
可选地，所述耐热钢片为长方体，所述耐热钢片的厚度为B，宽度为W，长度为L，其中，W＝2B，L＝4.2W。
可选地，所述获得所述切口耐热钢片的载荷-位移曲线，具体包括：
对所述切口耐热钢片进行三点抗弯试验，获得所述切口耐热钢片的载荷-位移曲线。
可选地，所述在所述耐热钢片的一侧加工切口，获得切口耐热钢片，具体包括：
通过设定直径的金属丝在所述耐热钢片的一侧加工切口，获得切口耐热钢片。
可选地，所述根据所述载荷-位移曲线，获得所述切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷，具体包括：
对所述载荷-位移曲线采用5％正割法作图获得所述切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷。
可选地，所述根据所述载荷获得所述切口耐热钢片的断裂韧性，具体包括：
所述断裂韧性的计算公式为:
Figure BDA0002752093090000031
其中，KQ表示断裂韧性，S表示所述切口耐热钢片的跨距，S＝4W，a表示所述切口耐热钢片的切口长度，
Figure BDA0002752093090000032
表示所述切口耐热钢片的切口长度和所述切口耐热钢片宽度之间的函数关系式，
Figure BDA0002752093090000033
可选地，所述切口耐热钢片的厚度、所述切口耐热钢片的断裂韧性和所述耐热钢样品的切口断裂韧性值的关系式为
Figure BDA0002752093090000034
其中，KIC,n表示所述断裂韧性值，C0为拟合系数。
可选地，所述根据所述耐热钢样品的切口断裂韧性值确定所述耐热钢样品的平面应变断裂韧性，具体包括：
根据公式
Figure BDA0002752093090000035
计算所述平面应变断裂韧性，其中，ρn表示所述切口的曲率半径，λ表示所述耐热钢样品的析出相的平均间距，KIC表示所述平面应变断裂韧性。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法，将耐热钢样品切割为不同厚度的耐热钢片；在所述耐热钢片的一侧加工切口，获得切口耐热钢片；在设定温度下，获得所述切口耐热钢片的载荷-位移曲线；根据所述载荷-位移曲线，获得所述切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷；根据所述载荷获得所述切口耐热钢片的断裂韧性；将所述切口耐热钢片的厚度和断裂韧性进行拟合，获得所述切口耐热钢片的厚度、所述切口耐热钢片的断裂韧性和所述耐热钢样品的切口断裂韧性值的关系式；根据所述关系式获得所述耐热钢样品的切口断裂韧性值；根据所述耐热钢样品的切口断裂韧性值确定所述耐热钢样品的平面应变断裂韧性。通过将耐热钢样品切割为不同厚度的耐热钢片，从而实现了小厚度的耐热钢平面应变断裂韧性检测的准确性，从而提高了耐热钢的生产安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法流程示意图；
图2为本发明实施例HR3C耐热钢三点弯曲试样尺寸示意图；
图3为本发明实施例供货态HR3C耐热钢试样KQ2与B-1的线性拟合关系示意图；
图4为本发明实施例服役态HR3C耐热钢试样KQ2与B-1的线性拟合关系示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法，提高了钢的平面应变断裂韧性的检测准确性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法流程示意图，如图1所示，本发明一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法包括以下步骤：
步骤101：将耐热钢样品切割为不同厚度的耐热钢片。
其中，步骤101具体包括：
将所述HR3C耐热钢管轴向切割为不同厚度的耐热钢片。
所述耐热钢片为长方体，所述耐热钢片的厚度为B，宽度为W，长度为L，其中，W＝2B，L＝4.2W。
步骤102：在所述耐热钢片的一侧加工切口，获得切口耐热钢片。
其中，步骤102具体包括：
通过设定直径的金属丝在所述耐热钢片上加工切口，获得切口耐热钢片。不同厚度的耐热钢片上加工不同长度的细切口。本实施例中金属丝为钼丝。
步骤103：在设定温度下，获得所述切口耐热钢片的载荷-位移曲线。所述载荷-位移曲线为所述切口耐热钢片承受的载荷与在所述切口耐热钢片承受所述载荷条件下发生的位移之间的关系曲线。
其中，步骤103具体包括：
在设定温度下，采用万能试验机对所述切口耐热钢片进行三点抗弯试验，获得所述切口耐热钢片的载荷-位移曲线。
步骤104：根据所述载荷-位移曲线，获得所述切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷。
其中，步骤104具体包括：
对所述载荷-位移曲线采用5％正割法作图获得所述切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷。切口耐热钢片的跨距S＝4W。
所述断裂韧性的计算公式为:
Figure BDA0002752093090000051
其中，KQ表示断裂韧性，S表示所述切口耐热钢片的跨距，S＝4W，a表示所述切口耐热钢片的切口长度，
Figure BDA0002752093090000052
表示所述切口耐热钢片的切口长度和所述切口耐热钢片宽度之间的函数关系式，
Figure BDA0002752093090000053
公式中力的单位为牛顿，长度单位为毫米，面积单位为平方毫米。
步骤105：根据所述载荷获得所述切口耐热钢片的断裂韧性。
步骤106：将所述切口耐热钢片的厚度和断裂韧性进行拟合，获得所述切口耐热钢片的厚度、所述切口耐热钢片的断裂韧性和所述耐热钢样品的切口断裂韧性值的关系式。
其中，步骤106具体包括：所述切口耐热钢片的厚度、所述切口耐热钢片的断裂韧性和所述耐热钢样品的切口断裂韧性值的关系式为
Figure BDA0002752093090000061
其中，KIC,n表示所述断裂韧性值，C0为拟合系数。采用最小二乘法根据拟合公式
Figure BDA0002752093090000062
进行拟合，得到断裂韧性值KIC,n。
步骤107：根据所述关系式获得所述耐热钢样品的切口断裂韧性值。
步骤108：根据所述耐热钢样品的切口断裂韧性值确定所述耐热钢样品的平面应变断裂韧性。
其中，步骤108具体包括：根据公式
Figure BDA0002752093090000063
计算所述平面应变断裂韧性，其中，ρn表示所述切口的曲率半径，λ表示所述耐热钢样品的析出相的平均间距，KIC表示所述平面应变断裂韧性。
其中λ由以下步骤获取：
(1)由电解萃取试验测定HR3C钢中的析出相的体积分数f。
(2)通过扫描电镜测定HR3C钢中析出相的直径dp。
(3)由公式
Figure BDA0002752093090000064
计算得到析出相的平均间距λ。
以下是本发明一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法的具体实施过程。
某电厂供货态和服役了18644h的HR3C奥氏体耐热钢管有2种，规格均为Φ31.68mm×11.5mm，需要测定其25℃平面应变断裂韧性KIC。根据GB/T 4161-2007及GB/T 21143-2007标准的要求，用于测量断裂韧性KIC试样的尺寸必须使试样满足平面应变及小范围屈服的力学条件：
Figure BDA0002752093090000065
式中，B为试样厚度，W为试样宽度，a为裂纹尺寸，Rp0.2为试样的屈服强度。根据上式，估算出HR3C钢管试样所要求的厚度B≥45mm，而实际使用的HR3C耐热钢管的壁厚一般小于20mm，不能符合上述尺寸。有鉴于此，本发明基于用较小厚度的试样去估算HR3C钢的平面应变断裂韧性。包括以下步骤：
S1：对HR3C耐热钢管沿轴向切割，加工出5种不同尺寸的矩形试样(见图2和表1)，宽度W＝2B，长度L＝4.2W，然后用直径为0.15mm的Mo丝在试样一侧加工出不同长度的细切口。
表1三点抗弯试验测试KQ的试样尺寸(mm)
厚度(B) 宽(W) 切口长度(a) 跨距(S) 长(L)
5.0 10.0 5.0 40.0 42.0
6.0 12.0 6.0 48.0 50.4
7.0 14.0 7.0 56.0 58.8
8.0 16.0 8.0 64.0 67.2
9.0 18.0 9.0 72.0 75.6
S2：在25℃的温度下，采用微机控制万能试验机对不同厚度的试样进行三点抗弯试验，并记录载荷-位移曲线，在曲线上采用5％正割法作图得到不同厚度试样的临界裂纹失稳扩展时的载荷FQ，其中试样跨距为S＝4W，万能试验机施加在试样上的加载速率为1mm/min。
S3：根据下列公式计算出不同厚度试样的断裂韧性KQ(见表2)；
Figure BDA0002752093090000071
Figure BDA0002752093090000072
表2供货态及服役态HR3C耐热钢管试样的KQ(MPa·m1/2)
Figure BDA0002752093090000073
Figure BDA0002752093090000081
S4：将计算所得的断裂韧性KQ按对应的试样厚度B由小到大排列，
Figure BDA0002752093090000082
与B-1两者很好地符合线性关系(见图3-4)，图3和图4中横坐标均为B-1，纵坐标均为
Figure BDA0002752093090000083
因而，基于线性拟合，采用最小二乘法根据下列公式进行拟合，得到切口断裂韧性值KIC,n，其中供货态的KIC,n为18.15MPa·m1/2，服役18644h的KIC,n为7.94MPa·m1/2，拟合的公式如下：
Figure BDA0002752093090000084
S5：对供货态和服役态的HR3C钢材料制作扫描电镜样品，确定其析出相颗粒的平均直径dp均为2um左右。
S6：对供货态和服役态的HR3C钢材料进行电解萃取试验，测得其析出相的体积分数f分别为0.0259％(供货态)、0.1177％(服役态)。
S7：根据下列公式计算析出相的颗粒间距λ：
Figure BDA0002752093090000085
式中，
Figure BDA0002752093090000086
将步骤S4和步骤S5中的数值代入后，计算得到不同状态的HR3C钢的析出相的颗粒间距λ分别为55.07μm(供货态)、25.83μm(服役态)。
S8：根据下列公式，对KIC,n进行换算，得到HR3C钢平面应变断裂韧性KIC：
Figure BDA0002752093090000091
其中ρn为切口曲率半径，为步骤S1中的Mo丝直径d的一半，即为75um；
将步骤S4中KIC,n和步骤S7中的λ代入后计算得到25℃下供货态HR3C耐热钢管的裂纹断裂韧性KIC＝15.55MPa·m1/2，而服役18644h后的HR3C耐热钢的KIC＝4.66MPa·m1/2。
本发明实现了用较小厚度的试样即可准确估算出HR3C钢的平面应变断裂韧性。准确测算出HR3C钢的KⅠC是评估其炉管安全运行的重要因素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
将耐热钢样品切割为不同厚度的耐热钢片；
在所述耐热钢片的一侧加工切口，获得切口耐热钢片；
在设定温度下，获得所述切口耐热钢片的载荷-位移曲线；
根据所述载荷-位移曲线，获得所述切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷；
根据所述载荷获得所述切口耐热钢片的断裂韧性；
将所述切口耐热钢片的厚度和断裂韧性进行拟合，获得所述切口耐热钢片的厚度、所述切口耐热钢片的断裂韧性和所述耐热钢样品的切口断裂韧性值的关系式；
根据所述关系式获得所述耐热钢样品的切口断裂韧性值；
根据所述耐热钢样品的切口断裂韧性值确定所述耐热钢样品的平面应变断裂韧性。
2.根据权利要求1所述的钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述耐热钢样品为HR3C耐热钢管。
3.根据权利要求2所述的钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述将耐热钢样品切割为不同厚度的耐热钢片，具体包括：
将所述HR3C耐热钢管轴向切割为不同厚度的耐热钢片。
4.根据权利要求1所述的钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述耐热钢片为长方体，所述耐热钢片的厚度为B，宽度为W，长度为L，其中，W＝2B，L＝4.2W。
5.根据权利要求4所述的钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述获得所述切口耐热钢片的载荷-位移曲线，具体包括：
对所述切口耐热钢片进行三点抗弯试验，获得所述切口耐热钢片的载荷-位移曲线。
6.根据权利要求1所述的钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述在所述耐热钢片的一侧加工切口，获得切口耐热钢片，具体包括：
通过设定直径的金属丝在所述耐热钢片的一侧加工切口，获得切口耐热钢片。
7.根据权利要求1所述的钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述根据所述载荷-位移曲线，获得所述切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷，具体包括：
对所述载荷-位移曲线采用5％正割法作图获得所述切口耐热钢片的临界裂纹失稳扩展时的载荷。
8.根据权利要求5所述的钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述根据所述载荷获得所述切口耐热钢片的断裂韧性，具体包括：
所述断裂韧性的计算公式为:
Figure FDA0002752093080000021
其中，KQ表示断裂韧性，S表示所述切口耐热钢片的跨距，S＝4W，a表示所述切口耐热钢片的切口长度，
Figure FDA0002752093080000022
表示所述切口耐热钢片的切口长度和所述切口耐热钢片宽度之间的函数关系式，
Figure FDA0002752093080000023
9.根据权利要求8所述的钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述切口耐热钢片的厚度、所述切口耐热钢片的断裂韧性和所述耐热钢样品的切口断裂韧性值的关系式为
Figure FDA0002752093080000024
其中，KIC,n表示所述断裂韧性值，C0为拟合系数。
10.根据权利要求9所述的钢的平面应变断裂韧性的确定方法，其特征在于，所述根据所述耐热钢样品的切口断裂韧性值确定所述耐热钢样品的平面应变断裂韧性，具体包括：
根据公式
Figure FDA0002752093080000025
计算所述平面应变断裂韧性，其中，ρn表示所述切口的曲率半径，λ表示所述耐热钢样品的析出相的平均间距，KIC表示所述平面应变断裂韧性。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114813411A (zh) * 2022-07-01 2022-07-29 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 一种风电叶片粘接结构疲劳开裂试验方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103149076A (zh) * 2013-02-05 2013-06-12 核工业理化工程研究院 铝合金模锻件平面应变断裂韧性的测试方法
CN104568605A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 国际竹藤中心 基于三点弯曲模式测试藤材断裂韧性的方法
CN105865916A (zh) * 2016-04-14 2016-08-17 华北水利水电大学 确定带裂缝砂浆或混凝土构件峰值荷载的方法
CN111767664A (zh) * 2020-05-29 2020-10-13 中国石油天然气集团有限公司 基于能量释放率确定金属材料平面应变断裂韧性的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103149076A (zh) * 2013-02-05 2013-06-12 核工业理化工程研究院 铝合金模锻件平面应变断裂韧性的测试方法
CN104568605A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 国际竹藤中心 基于三点弯曲模式测试藤材断裂韧性的方法
CN105865916A (zh) * 2016-04-14 2016-08-17 华北水利水电大学 确定带裂缝砂浆或混凝土构件峰值荷载的方法
CN111767664A (zh) * 2020-05-29 2020-10-13 中国石油天然气集团有限公司 基于能量释放率确定金属材料平面应变断裂韧性的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周维愚等: "切口断裂韧性与裂纹断裂韧性之间关系的探讨", 《焊接学报》 *
张 玲等: "CSP工艺试制汽车用高强度热轧板中的析出", 《钢铁》 *
张根元等: "析出强化对屈服强度增量△σp和低合金钢成份设计的影响", 《河海大学常州分校学报》 *
李鹤飞: "高强钢断裂韧性与裂纹扩展机制研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士) 工程科技Ⅰ辑》 *
田素贵等: "GH4169G合金热处理期间的相转变特征与机理分析", 《金属学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114813411A (zh) * 2022-07-01 2022-07-29 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 一种风电叶片粘接结构疲劳开裂试验方法

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