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由小川 研究生——超高壓鋼制輸氣管道裂紋韌性減速機理的研究
來源:減速機信息網(wǎng)    時間:2007年10月16日9:55  責(zé)任編輯:wangtao   
 

4.6  對X70鋼管的韌性評測

本節(jié)對西氣東輸用到的某種國產(chǎn)X70鋼進行CVN和DWTT韌性評價。實驗中的板卷由B鋼廠生產(chǎn),鋼管分別由BB、BQ、BL三家管廠生產(chǎn)。

4.6.1  CVN實驗結(jié)果

圖4-16是夏比能與實驗溫度曲線。圖4-17是剪切面積百分比與實驗溫度曲線。三家管廠鋼管的轉(zhuǎn)變曲線和上平臺能很似。

圖4-18a,b,c給出了三家鋼管的夏比能與剪切面積的關(guān)系,以及85%剪切面積對應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度。圖中CV100表示100%剪切面積時最低的夏比能,CVI表示最低夏比平臺能,也稱夏比轉(zhuǎn)變能,CVP表示夏比平臺能。菱形實驗點表示剪切面積高于90%,方形實驗點表示低于90%可以看到,剪切面積低于90%時,夏比能與剪切面積呈線性關(guān)系。

表4-3給出了歸納的夏比沖擊能量值及85%剪切面積對應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度。

表4-3夏比能及85%剪切面積對應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度

管廠名 CVI(J) CVP100(J) CVP (J) CVP/CVI CVP/CV100 85%SATT(℃)
BB 180 224 287 1.59 1.28 -52
BL 265 218 267 1.01 1.22 -40
BQ 200 200 254 1.27 1.27 -36

4.6.2  DWTT實驗結(jié)果

圖4-19顯示了標(biāo)準(zhǔn)壓制缺口DWTT試樣能量與實驗溫度數(shù)據(jù)。

圖4-20是剪切面積百分比與實驗溫度的數(shù)據(jù)。

圖4-21a,b,c是能量與剪切面積百分比圖。和前面-樣,菱形實驗點表示剪切面積高于90%,方形表示低于90%。與對CVN數(shù)據(jù)的處理類似,分別定義DWTT-100表示100%剪切面積時最低的DWTT能,DWTT-I表示DWTT轉(zhuǎn)變能,DWTT-P表示DWTT平臺能。由圖4-21可確定DWTT和DWTT-100的值。

表4-4給出了這些DWTT實驗的特征值和85%剪切面積對應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度。

表4-4 DWTT能及85%剪切面積對應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度

管廠名 DWTT-I
(J)
DWTT-100
(J)
DWTT-P
(J)
DWTT-P/
DWTT-I
DWTT-P/
DWTT-100
85%SATT
(℃)
BB 5800 6220 7704 1.33 1.24 -6
BL 5100 6985 8963 1.76 1.28 -4
BQ 6100 6771 7509 1.23 1.11 -1

4.6.3  CVN與DWTT數(shù)據(jù)比較

圖4-22是CVN與DWTT試樣的上臺能量特征值數(shù)據(jù)圖。總的來說,CVN與DWTT試樣的特征能量比率有較好的一致性。圖中P/100的符合性比P/I更好,很大程度上是因為CV100、DWTT-100比CVN-I、DWTT-I的獲得方法更為明確。

從CVN數(shù)據(jù)得到的85%剪切面積轉(zhuǎn)變平均溫度是-42.7℃,而從DWTT數(shù)據(jù)得到的85%剪切面積轉(zhuǎn)變平均溫度是-3.7℃。兩種試樣的轉(zhuǎn)變溫度差是39℃。這個轉(zhuǎn)變溫度的變化比Eiber從普通熱軋鋼中得出的結(jié)論更大。通過Eiber的關(guān)系式得出14.7mm厚的CVN與DWTT試樣的轉(zhuǎn)變溫度差是10℃。正是這種不同使得在高韌性管線鋼中使用CVN能量產(chǎn)生很多不便。

CVN和DWTT試樣數(shù)據(jù)表明,這些鋼均具有很高的上平臺能。雖然很難準(zhǔn)確地確定上升平臺行為的程度,但這些鋼材斷口分離不明顯,CVP/CV100和DWTT-P/DWTT-100均小于1.2,這表明這些鋼的上升平臺很小。

4.7  本章小結(jié)

本章考查了CVN和DWTT兩種動態(tài)韌性測試手段以及二者之間的關(guān)系。特別是對具有上臺能的高韌性鋼,文中詳細(xì)地分析了斷口分離與能量平臺的形成原因,并結(jié)合具體材料進行了實測。

根據(jù)前兩章的需要,本章自行設(shè)計了雙試件DWTT實驗并測定了韌性減速機理和完善止裂判據(jù)所需的Gd和(CTOA)c值。

通過對國產(chǎn)X70管線鋼的沖擊實驗,發(fā)現(xiàn)這些鋼上升平臺能很小。相比韌性止裂所需的最小韌性值,均有很高的上平臺韌性。

DWTT實驗因韌性值與斷口形貌更接近于全尺寸斷裂而被廣泛采用。然而CVN沖擊韌性仍然占領(lǐng)著難以動搖的壟斷地位。發(fā)展二者之間的聯(lián)系,同時尋找(CTOA)c等新的表示管材韌性的物理量是對高性能鋼進行韌性評估的關(guān)鍵。

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