5NiCrMoV钢动态断裂和止裂性能及剖面金相法可行性研究

论文摘要

本论文着重两大方面的内容：剖面金相法的可行性研究和5NiCrMoV钢动态断裂和止裂性能研究： 众所周知，J积分在弹塑性断裂力学领域中占据很重要的地位。在静态、准静态的加载速率条件下，对于塑韧性好的材料，用JIC来表征材料的启裂韧度。因此，准确的测试出启裂韧度Ji值对于材料在实际中的应用具有重要意义。对于JIC的获得，传统的测试方法是测定J积分与裂纹扩展量Δa关系曲线（JR曲线）。将JR曲线与钝化线交点的值定义为表观启裂韧度Ji。这种规定对于中、高强度钢是比较合理的。但是在应用于塑韧性较高的材料（诸如舰船用钢、压力容器钢和核电用钢等）断裂韧度测试中，传统的多试样阻力曲线法显示出不合适性。本部分借助剖面金相法针对几种钢进行了启裂韧度的研究。 通过剖面金相法确定-20℃条件下：10Ni5CrMoV钢4#试样的启裂韧度J值和δi值分别为323.77KJ/m2、0.177mm；6#试样的启裂韧度J值和δi值分别为243.44KJ/m2、0.165mm。10Ni3CrMoV钢1#试样的启裂韧度J值和δi值分别为592.58KJ/m2、0.395mm；3#试样的启裂韧度J值和δi值分别为442.81KJ/m2、0.380mm。从10Ni5CrMoV剖面法测试Ji值试验客观结果与阻力曲线法所得数据的比较，以及剖面所得10Ni5CrMoV钢和10Ni3CrMoV钢δi值与阻力曲线法所得δi值得比较说明剖面法所得Ji值得有效性，从而说明单试样金相剖面法在确定塑韧性较高材料的静态断裂韧度的合理性、可行性、实用性。 对5NiCrMoV钢进行动态和止裂性能测试，得到其动态断裂和止裂性能的相关数据，为其工程服役提供了数字化参考指标。在动态断裂力学方面，起裂点的确定又是获得材料动态断裂性能的重要因素，通过相关的计算方法获得了该钢动态断裂试验中起裂点的温度效应规律。具体试验结论如下： （1）在静态拉伸试验中，强度随温度的降低升高幅度不大，约为2％左右。室温下，动态加载下速率下的强度比静态加载速率下强度升高约为6％。 （2）-120℃时，止裂韧度值KIa为100MPa·m1/2；-130℃时，KIa为48MPa·m1/2；该钢具有较高的止裂韧性。 （3）示波冲击作用下该材料的韧脆转变温度约为-120℃。该材料从

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 动态断裂韧度的测试及研究进展
• 1.2.1 动态断裂韧性测试概述
• 1.2.2 起裂点的确定方法概述
• 1.2.3 动态断裂韧性的影响因素
• 1.2.4 仪器化夏比V形缺口摆锤试验（示波冲击）
• 1.3 钢止裂韧性的测试及研究进展
• 1.3.1 研究进展
• 1.3.2 止裂韧度的测试理论
• Ia的测量'>1.3.3 K_Ia的测量
• lc、K_ld、K_la的相关性'>1.4K_lc、K_ld、K_la的相关性
• 1.5 思考
• i与δ_i'>第2章 剖面金相法确定静态断裂启裂韧度J_i与δ_i
• 2.1 试验原理
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 试样制备
• 2.2.2 试验步骤
• 2.3 试验结果分析
• 2.3.1 10Ni5CrMoV钢试验结果分析
• 2.3.2 10Ni3CrMoV钢试验结果分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 5NICrMoV钢拉伸试验
• 3.1 静态拉伸试验
• 3.1.1 试验目的
• 3.1.2 拉伸试验结果
• 3.2 拉伸试验结果分析
• 3.2.1 拉伸所得数据进行线性拟合
• 3.2.2 结果分析
• 3.3 冲击拉伸试验
• 3.3.1 试验目的
• 3.3.2 冲击拉伸试验结果
• 3.3.3 静态加载拉伸试验结果
• 3.3.4 试验结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 5NiCrMoV钢止裂性能研究
• 4.1 试验目的
• 4.2 试样装夹及加载装置
• 4.3 试验结果分析
• 4.3.1 试验结果
• 4.3.2 数据处理及分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 5NiCrMoV钢仪器化示波冲击试验
• 5.1 试验方案及目的
• 5.2 试验设备、试样尺寸
• 5.3 试验结果分析
• 5.3.1 试验结果
• 5.3.2 数据处理及分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 5NiCrMoV钢动态断裂韧性试验
• 6.1 试验方案及目的
• 6.2 关键曲线法确定起裂点原理
• 6.3 试验设备及试样尺寸
• 6.4 试验结果分析
• 6.4.1 冲击曲线及计算所得相关数据
• 6.4.2 断口形貌及其相关参数
• 6.4.3 试验数据处理及结果分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢