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5NiCrMoV钢动态断裂和止裂性能及剖面金相法可行性研究

白新房  
【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J_(IC)来表征材料的启裂韧度。因此,准确的测试出启裂韧度J_i值对于材料在实际中的应用具有重要意义。对于J_(IC)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(J_R曲线)。将J_R曲线与钝化线交点的值定义为表观启裂韧度J_i。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δ_i值分别为323.77KJ/m~2、0.177mm;6~#试样的启裂韧度J值和δ_i值分别为243.44KJ/m~2、0.165mm。10Ni3CrMoV钢1~#试样的启裂韧度J值和δ_i值分别为592.58KJ/m~2、0.395mm;3~#试样的启裂韧度J值和δ_i值分别为442.81KJ/m~2、0.380mm。从10Ni5CrMoV剖面法测试J_i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δ_i值与阻力曲线法所得δ_i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K_(Ia)为100MPa·m~(1/2);-130℃时,K_(Ia)为48MPa·m~(1/2);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


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1 白新房;5NiCrMoV钢动态断裂和止裂性能及剖面金相法可行性研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
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