960mpa高強(qiáng)度鋼材及其焊縫低溫沖擊韌性試驗(yàn)研究(編輯修改稿)
2024-09-07 11:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 較明顯的低溫脆性．２．２ ９６０ＭＰａ高強(qiáng)度鋼材與其他結(jié) 構(gòu) 鋼 材 的 沖 擊 韌性比較鋼材斷裂性能與其強(qiáng)度、厚度有著密切聯(lián)系，本文將１４ｍｍ 厚 ９６０ ＭＰａ高 強(qiáng) 度 鋼 材 的 Ａｋｖ 與 同 厚 度的４６０ＭＰａ高強(qiáng)度鋼材［９］，以及３４５ＭＰａ普通強(qiáng)試驗(yàn)概況試驗(yàn)依據(jù)及目的本次試驗(yàn)依據(jù) ＧＢ／Ｔ２２９—２００７《金屬材料夏比１１．１擺錘沖擊試驗(yàn)方法》，選?。叮?，－４０，－２０，０，２０℃這５個(gè)溫度點(diǎn)，對(duì)１４ｍｍ 厚９６０ＭＰａ高強(qiáng)度鋼材及 其焊接鋼材進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，取樣區(qū)包括母材、焊縫區(qū)及熱影響區(qū)（ＨＡＺ），對(duì)３種不同取樣位置的試件在 不同溫度點(diǎn)上各選用３個(gè)，總計(jì)４５個(gè)．采用 Ｖ 型缺口試件，測(cè)量每 個(gè) 溫 度 點(diǎn) 的 Ａｋｖ，得 到 Ａｋｖ 隨 溫 度 變化的規(guī) 律，進(jìn) 而 研 究 其 韌 脆 轉(zhuǎn) 變 溫 度，為 ９６０ ＭＰａ高強(qiáng)度鋼材 的 應(yīng) 用 及 其 防 低 溫 脆 斷 設(shè) 計(jì) 提 供 試 驗(yàn) 數(shù)據(jù)．試驗(yàn)材料、試件尺寸及試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)采用鞍鋼新研制的９６０ＭＰａ高強(qiáng)度鋼板，１．２第５期王元清，等：９６０ＭＰａ高強(qiáng)度鋼材及其焊縫低溫沖擊韌性試驗(yàn)研究９１７圖１試件取樣及幾何尺寸示意圖Ｆｉｇ．１ Ｓａｍｐｌｉｎｇａｎｄｇｅｏｍｅｔｒｙｏｆｔｅｓｔｓｐｅｃｉｍｅｎ（ｓｉｚｅ：ｍｍ）的彈性功，因 此 抵 抗 裂 紋 擴(kuò) 展 的 能 量 較 ??；在 常 溫下，４種厚度的 ３４５ ＭＰａ鋼厚板的 Ａｋｖ均 大 于 ４６０，９６０ＭＰａ高強(qiáng)度 鋼 材，但 隨 著 溫 度 的 降 低，Ａｋｖ的 下降幅度較大，當(dāng) 溫 度 降 至 －６０ ℃ 時(shí)，其 值 均 小 于 ２種高強(qiáng)度鋼材．上述結(jié)果說(shuō)明結(jié)構(gòu)鋼材的厚度和強(qiáng) 度對(duì)其沖擊韌性有較大影響，但隨著溫度的降低，厚 度對(duì)其沖擊韌性的影響較強(qiáng)度更為明顯．韌脆轉(zhuǎn)變溫度工程中常采用韌脆轉(zhuǎn)變溫度作為防脆斷的重要３判據(jù)．試 驗(yàn)［９］表 明，采 用 式 （１）對(duì) Ａｋｖ 和 溫 度 的 關(guān) 系圖２Ａｋｖ隨溫度的變化曲線進(jìn)行擬合，具有較小的殘差和較好的相關(guān)性，能較好地描述 Ａｋｖ與溫度的關(guān)系．Ｆｉｇ．２ Ａｋｖｖｅｒｓｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｖｅｓ度鋼厚板［８］進(jìn)行了分析比較，結(jié)果見(jiàn)圖３．由圖３可以看 出，９６０ ＭＰａ 高 強(qiáng) 度 鋼 材 的 Ａｋｖ 總 體 上 大 于４６０ＭＰａ高強(qiáng)度鋼材，但其斷裂韌性在 ５ 個(gè)溫 度 點(diǎn) 下均低于４６０ＭＰａ高強(qiáng)度鋼材，表明９６０ＭＰａ高強(qiáng)度鋼材較高的沖擊功大部分是其過(guò)高的強(qiáng)度所帶來(lái) Ａ１ －Ａ２ （１）Ａｋｖ ＝＋Ａ２ｔ－ｔ１＋ｅｘｐ（ｔ）ＴＲ式中：Ａ２ 為 上 平 臺(tái) 能，Ｊ；Ａ１ 為 下 平 臺(tái) 能，Ｊ；ｔＴ 為 韌脆轉(zhuǎn) 變 溫 度，℃，ｔＴ 越 高，越 容 易 發(fā) 生 韌 脆 轉(zhuǎn) 換；ｔＲ為材料韌脆轉(zhuǎn) 換 溫 度 區(qū) 的 范 圍，℃．Ａｋｖ的 擬 合 結(jié) 果見(jiàn)表２．表２ Ａｋｖ的擬合參數(shù)Ｔａｂｌｅ２ＦｉｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＡｋｖＳａｍｐｌｉｎｇｌｏｃａｔｉｏｎ１／２／Ｔ／Ｒ／ｒ２Ａ ＪＡ Ｊｔ ℃ｔ ℃ＢｕｔｔｗｅｌｄＨＡＺ Ｂａｓｅｍｅｔａｌ４５．９８２５．０３２７．２４７４．５６２．７５８１．４５－１３．８６－１２．７４－１９．５１４．８３６．１５５．６７０．９７２０．９６３０．９８６將母材、焊縫區(qū)及熱影響區(qū)的擬合結(jié)果進(jìn)行比較可以看出，熱影響區(qū)韌脆轉(zhuǎn)變溫度最高（－１２．７４℃）， 上、下平臺(tái)能相對(duì)較小，表現(xiàn)出較差的沖擊韌性，與 前文所得結(jié)論一致．母材的下平臺(tái)能低于焊縫區(qū)，但圖３９６０ＭＰａ高強(qiáng)度鋼材與其他結(jié)構(gòu)鋼材的 Ａｋｖ比較Ｆｉｇ．３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｏｔｈｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｅｅｌｓ建 筑 材料 學(xué) 報(bào)第１７卷９１８其上平臺(tái)能較高，且韌脆轉(zhuǎn)變溫度為－１９．５１℃，低于焊縫區(qū)的－１３．８６℃，轉(zhuǎn)換溫度區(qū)范圍也較大，表 明母材低溫沖擊韌性較焊縫區(qū)差，但由于焊接缺陷等影響，焊縫區(qū)更容易發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)了９６０ ＭＰａ高強(qiáng)度焊接鋼材較大的缺陷敏感性．５種結(jié)構(gòu)鋼材的擬合參數(shù)見(jiàn)表３．比較表２，３可 以看出，４６０，９６０ ＭＰａ 高 強(qiáng) 度 鋼 材 的 上 平 臺(tái) 能 比３４５ＭＰａ普通強(qiáng)度鋼厚板要低，轉(zhuǎn)變溫度 區(qū) 范 圍 要 小，其中４６０ ＭＰａ 高 強(qiáng) 度 鋼
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