利用Master Curve方法研究16MnR钢韧脆转变区断裂韧性.pdfVIP

利用Master 曹昱澎 惠 虎 轩福贞 李培宁 王仙河’ (华东理-r大学机械与动力工程学院承压系统安全科学教育部重点实验室，上海，200237) 【摘 要】 本文在韧脆转变温度区对16MnR进行了拉伸性能，夏比V形缺口冲击试验争断裂韧性测 试，基于MasterCurve方法分别用单温度和多温度法计算得到了16MnR钢在韧脆转变区 断裂韧性随温度变化曲线，并比较了断裂韧性韧脆转变曲线的参考温度和夏比冲击试验特 征温度间的关系。 【关键词】 16MnR钢；Master曲线；韧脆转变区；断裂韧性；ASME Kj。曲线 “金属材料低温拉伸试验方法”Ⅲ，采用无水乙醇和液氮 0前言 调制的低温混合溶液实现对试样的冷却。16MnR钢在 系列温度下的拉伸屈服强度，如表2。 16MnR钢是国内常用的压力容器用钢，作为压力 表2 16MnR钢系列温度下的屈服强度和强度极限 容器用钢，除了要有足够的强度及塑性外，还应具有足 温度／℃ 一100—86—68 —48 —40 一20 一2 28 够的韧性以防止脆断发生。众所周知，在韧脆转变温度 屈服强度 区内断裂韧性有很大的分散性，即使一个不大的温度变 8 429．3415．7365．7375．6364．7347．9339．1319．4 s}MPa 化或者同一个温度下，测得的同一种试样的断裂韧度也 会有很大的分散。如何采用较少的试样得到该区域断裂 韧性数据，一直是科学家们努力的方向。近二十几年来 2试验温度的确定 发展的Master Curve方法为研究上述问题提供了新的 研究思路和方法。 Master曲线法可以确定铁素体钢在不同失效概率 下断裂韧性随温度变化的表达式，见式(1)。 20世纪80年代初期，芬兰科学家K．Wallin提出 i-- ， 1 、--11／4 用三参数Weibull分布来研究断裂韧性在韧脆转变区内 ‰(，)=20+J ‘ L 一一 的分散性[1矗]，经过芬兰VTT长达15年的研究及美国 (1) 材料试验协会(ASTM)进一步努力，在1997年推出 式中K丘(：)——失效概率为z(z介于o～l之间)时， 了ASTM E1921—97“确定铁素体钢韧脆转变区参考温 1英寸厚度标准断裂韧性试样的弹塑 度L的标准测试方法”。 性等效应力强度因子，例如失效概率 本文参考ASTM E1921-02C33标准提供的测试方法， 取5％时，即z一0．05，代入式(1)即 研究了16MnR钢在韧脆温度转变