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厚度与分层耦合效应对X60管线钢断裂韧性的影响

郭万林 , 董蕙茹 , 杨政 , 路民旭 , 赵新伟 , 罗金衡

金属学报

通过对厚度分别为3,6,9,12和15 mm的CT试样的断裂韧性实验和微观断口分析,研究了X60高韧性管线钢的断裂韧性和裂纹扩展阻力曲线的厚度与分层裂纹耦合效应结果表明,分层裂纹与厚度方向的离面应力存在约束互相作用,厚度增加,分层开裂加剧,局部有效厚度并未增加,导致断裂过程中裂纹端部的三维应力约束总是近平面应力的低约束状态,表观断裂韧性不随厚度变化.在有分层裂纹出现时,无法靠增加试样厚度获得材料的平面应变断裂韧性由于分层与厚度的耦合作用与裂纹扩展方向与厚度方向的相对方位密切相关,应用穿透裂纹的表观断裂韧性数据进行管道结构的安全评定并不完全可靠研究还表明,塑性区修正的有效应力强度因子与弹塑性J积分参量在失稳扩展前保持良好的等效性.

关键词: 试样厚度 , null , null , null

X60管线钢非穿透裂纹体的断裂研究

董蕙茹 , 郭万林 , 杨政 , 路民旭 , 赵新伟 , 罗金衡

金属学报

对X60管线钢进行了不同形状的表面裂纹、单边和双边角裂纹等非穿透裂纹形式的断裂实验,结合断裂理论分析和断口宏微观分析,探讨了穿透裂纹的断裂实验数据用于一般三维形态裂纹体断裂的可行性结果发现:裂纹在起裂后并不连续扩展,而是严重钝化,发生明显颈缩后才失稳扩展;各种非穿透裂纹体断裂过程中,由于裂纹在起始和不同扩展阶段与厚度方向的相对方位不同,导致三维约束效应与分层裂纹的耦合效应不同;各裂纹形式下的起裂临界应力强度因子值比穿透裂纹的平均值低9.6%-45%研究表明基于穿透裂纹实验数据得到的名义断裂韧性不是客观的断裂评定指标,而是随几何形状、尺寸、裂纹取向等变量而变化,因而不能作为管道断裂评定的控制参量

关键词: X60管线钢 , null , null

厚度与分层耦合效应对X60管线钢断裂韧性的影响

郭万林 , 董蕙茹 , 罗金衡 , 杨政 , 路民旭 , 赵新伟

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2001.04.011

通过对厚度分别为3,6,9,12和15 mm的CT试样的断裂韧性实验和微观断口分析,研究了X60高韧性管线钢的断裂韧性和裂纹扩展阻力曲线的厚度与分层裂纹耦合效应结果表明,分层裂纹与厚度方向的离面应力存在约束互相作用,厚度增加,分层开裂加剧,局部有效厚度并未增加,导致断裂过程中裂纹端部的三维应力约束总是近平面应力的低约束状态,表观断裂韧性不随厚度变化.在有分层裂纹出现时,无法靠增加试样厚度获得材料的平面应变断裂韧性由于分层与厚度的耦合作用与裂纹扩展方向与厚度方向的相对方位密切相关,应用穿透裂纹的表观断裂韧性数据进行管道结构的安全评定并不完全可靠研究还表明,塑性区修正的有效应力强度因子与弹塑性J积分参量在失稳扩展前保持良好的等效性.

关键词: 试样厚度 , 分层 , 延性断裂 , 三维应力约束 , 塑性 , 管线钢

X60管线钢非穿透裂纹体的断裂研究

董蕙茹 , 郭万林 , 杨政 , 路民旭 , 赵新伟 , 罗金衡

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2001.06.005

对X60管线钢进行了不同形状的表面裂纹、单边和双边角裂纹等非穿透裂纹形式的断裂实验,结合断裂理论分析和断口宏微观分析,探讨了穿透裂纹的断裂实验数据用于一般三维形态裂纹体断裂的可行性结果发现:裂纹在起裂后并不连续扩展,而是严重钝化,发生明显颈缩后才失稳扩展;各种非穿透裂纹体断裂过程中,由于裂纹在起始和不同扩展阶段与厚度方向的相对方位不同,导致三维约束效应与分层裂纹的耦合效应不同;各裂纹形式下的起裂临界应力强度因子值比穿透裂纹的平均值低9.6%-45%研究表明基于穿透裂纹实验数据得到的名义断裂韧性不是客观的断裂评定指标,而是随几何形状、尺寸、裂纹取向等变量而变化,因而不能作为管道断裂评定的控制参量

关键词: X60管线钢 , 非穿透裂纹 , 三维约束效应 , 分层 , 断裂韧性 , 应力强度因子

X70管线钢冲击韧性实验研究

杨政 , 郭万林 , 董蕙茹 , 路民旭 , 赵新伟 , 罗金衡

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2003.02.010

通过不同实验温度下的不同厚度、不同缺口取向含V型缺口试样夏比冲击实验和宏观断口分析,研究X70高韧性管线钢的冲击韧性的厚度、缺口取向和温度与分层裂纹耦合效应.结果表明:X70管线钢具有严重的各向异性现象,其在平行钢板表面方向和沿钢板厚度方向力学性能差异较大分层裂纹主要是试样中材料固有的片状缺陷所致,有确定的方向性,同时与温度又有密切的关系,但分层裂纹的产生对X70管线钢的冲击韧性都是有益的.当裂纹扩展方向与厚度方向的相对方位改变时,分层裂纹效应亦将改变,实际的冲击韧性也改变因此,应用单-试样厚度、单-缺口方向和单-的实验温度的表观冲击韧性数据进行管道结构的安全评定可靠性较差,必须考虑管道的温度、管壁厚度和缺陷方向的耦合效应.

关键词: X70管线钢 , 分层裂纹 , 冲击韧性

油气输送管线钢的分层机理及其对断裂的影响

董蕙茹 , 郭万林 , 罗金衡

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2003.07.004

对不同厚度油气输送管线钢进行各种裂纹的断裂试验,对各裂纹的断口进行了分析,探讨了分层机理及其对不同形式裂纹体承载能力的影响.结果表明,分层在各裂纹形式中均存在,此钢在室温为韧性断裂.对于非穿透裂纹,裂纹先起裂,穿透后情形就与穿透裂纹相似,由于扩展初期无分层,裂纹端部保持高的三维应力约束,所以其起裂应力强度比穿透裂纹要低.因此不能直接用穿透裂纹试验得到的断裂韧度值来评定管道中的非穿透裂纹起裂.

关键词: 管线钢 , 穿透与非穿透裂纹 , 分层 , 断裂韧度

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