921A船板鋼動(dòng)態(tài)斷裂力學(xué)性能研究.pdf

1、921A船板鋼是我國(guó)某鋼廠生產(chǎn)的重要船舶殼體用鋼，使用過程中不允許發(fā)生脆性破壞，韌性要求十分嚴(yán)格。為提高該鋼在低溫服役條件下的質(zhì)量，某鋼廠進(jìn)行了921A船板鋼的動(dòng)態(tài)斷裂性能測(cè)試。對(duì)921A船板鋼的動(dòng)態(tài)斷裂韌性的測(cè)試及對(duì)斷口形貌的分析將為評(píng)價(jià)該鋼的溫度效應(yīng)提供重要數(shù)據(jù)，并可為改進(jìn)該鋼生產(chǎn)工藝以及進(jìn)一步提高鋼材質(zhì)量提供重要的理論依據(jù)。 本文按照GB/T229-1994、GB/T12778-91、ISO14556：2000(E)標(biāo)準(zhǔn)，

2、對(duì)921A船板鋼作了系列溫度的夏比沖擊試驗(yàn)，通過斷口圖像分析儀記錄下的斷口形貌和儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)記錄的動(dòng)態(tài)加載下試樣斷裂過程的F-t(力—時(shí)間)、F-S(力—位移)曲線，從而可以使我們可以更加清楚地了解材料斷裂的詳細(xì)過程，確定材料的動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子KId、動(dòng)態(tài)J積分、由JId換算的KJId以及能量的分解得到起裂能EM、裂紋擴(kuò)展能Ep。做出了沖擊吸收功與試驗(yàn)溫度以及斷面纖維率與試驗(yàn)溫度之間的關(guān)系曲線；確定了該鋼的韌—脆轉(zhuǎn)變溫度；同時(shí)也首次

3、證實(shí)了該鋼的動(dòng)態(tài)斷裂韌度隨溫度的變化規(guī)律也呈現(xiàn)上、下兩個(gè)平臺(tái)，存在韌—脆轉(zhuǎn)變的特征。通過系列溫度的動(dòng)態(tài)斷裂韌度的測(cè)試，得到該艦船用鋼的一系動(dòng)態(tài)力學(xué)性能指標(biāo)(如該鋼的韌—脆轉(zhuǎn)變溫度等)，建立這些相關(guān)指標(biāo)的關(guān)系，對(duì)于該材料安全設(shè)計(jì)和性能評(píng)估提供切實(shí)可靠的理論依據(jù)。 研究結(jié)果表明，921A船板鋼的韌—脆轉(zhuǎn)變溫度為-100℃；動(dòng)態(tài)斷裂韌度隨溫度的變化規(guī)律也呈現(xiàn)上、下兩個(gè)平臺(tái)，在-84℃～-60℃之間存在韌—脆轉(zhuǎn)變的特征。該鋼的安全低溫服