5NiCrMoV鋼動(dòng)態(tài)斷裂和止裂性能及剖面金相法可行性研究.pdf

1、本論文著重兩大方面的內(nèi)容：剖面金相法的可行性研究和5NiCrMoV鋼動(dòng)態(tài)斷裂和止裂性能研究： 眾所周知，J積分在彈塑性斷裂力學(xué)領(lǐng)域中占據(jù)很重要的地位。在靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)的加載速率條件下，對(duì)于塑韌性好的材料，用JIC來(lái)表征材料的啟裂韌度。因此，準(zhǔn)確的測(cè)試出啟裂韌度Ji值對(duì)于材料在實(shí)際中的應(yīng)用具有重要意義。對(duì)于JIC的獲得，傳統(tǒng)的測(cè)試方法是測(cè)定J積分與裂紋擴(kuò)展量△a關(guān)系曲線(JR曲線)。將JR曲線與鈍化線交點(diǎn)的值定義為表觀啟裂韌度Ji。

2、這種規(guī)定對(duì)于中、高強(qiáng)度鋼是比較合理的。但是在應(yīng)用于塑韌性較高的材料(諸如艦船用鋼、壓力容器鋼和核電用鋼等)斷裂韌度測(cè)試中，傳統(tǒng)的多試樣阻力曲線法顯示出不合適性。本部分借助剖面金相法針對(duì)幾種鋼進(jìn)行了啟裂韌度的研究。 通過(guò)剖面金相法確定-20℃條件下：10Ni5CrMoV鋼4＃試樣的啟裂韌度J值和δi值分別為323.77KJ/m2、0.177mm；6＃試樣的啟裂韌度J值和δi值分別為243.44KJ/m2、0.165mm。10Ni3

3、CrMoV鋼1＃試樣的啟裂韌度J值和δi值分別為592.58KJ/m2、0.395mm；3＃試樣的啟裂韌度J值和δi值分別為442.81KJ/m2、0.380mm。從10Ni5CrMoV剖面法測(cè)試Ji值試驗(yàn)客觀結(jié)果與阻力曲線法所得數(shù)據(jù)的比較，以及剖面所得10Ni5CrMoV鋼和10Ni3CrMoV鋼δi值與阻力曲線法所得δi值得比較說(shuō)明剖面法所得Ji值得有效性，從而說(shuō)明單試樣金相剖面法在確定塑韌性較高材料的靜態(tài)斷裂韌度的合理性、可行性、

4、實(shí)用性。 對(duì)5NiCrMoV鋼進(jìn)行動(dòng)態(tài)和止裂性能測(cè)試，得到其動(dòng)態(tài)斷裂和止裂性能的相關(guān)數(shù)據(jù)，為其工程服役提供了數(shù)字化參考指標(biāo)。在動(dòng)態(tài)斷裂力學(xué)方面，起裂點(diǎn)的確定又是獲得材料動(dòng)態(tài)斷裂性能的重要因素，通過(guò)相關(guān)的計(jì)算方法獲得了該鋼動(dòng)態(tài)斷裂試驗(yàn)中起裂點(diǎn)的溫度效應(yīng)規(guī)律。具體試驗(yàn)結(jié)論如下： (1)在靜態(tài)拉伸試驗(yàn)中，強(qiáng)度隨溫度的降低升高幅度不大，約為2﹪左右。室溫下，動(dòng)態(tài)加載下速率下的強(qiáng)度比靜態(tài)加載速率下強(qiáng)度升高約為6﹪。 (2)

5、-120℃時(shí)，止裂韌度值KIa為100MPa·m1/2；-130℃時(shí)，KIa為48MPa·mi/2；該鋼具有較高的止裂韌性。 (3)示波沖擊作用下該材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度約為-120℃。該材料從-60℃到-100℃，在總能量中用于裂紋形成的能量線保持平緩，之后在降溫的過(guò)程中，裂紋形成所需的能量開(kāi)始下降； (4)由KId-溫度曲線、總吸收能量-溫度曲線、纖維斷面率-溫度曲線及測(cè)膨脹值-溫度曲線獲得動(dòng)態(tài)撕裂條件下的韌脆轉(zhuǎn)變溫度為