采用dwtt實驗評判材料在快速變形時塑性指標的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種采用DWTT實驗評判材料在快速變形時塑性指標的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣管道輸送過程中，由于氣體的可壓縮性，一旦天然氣管道開裂，管道中的壓力并不能瞬間完全釋放，存在裂紋啟裂后能否止裂的問題。對傳統(tǒng)較低鋼級(至APISPEC 5L中的X70)，采用Battele雙曲線預(yù)測確定的夏比沖擊功值比較準確。但在更高鋼級(比如API SPEC 5L中的X80或者更高)在采用Battele雙曲線來預(yù)測止裂的夏比沖擊功值時，其準確性下降。產(chǎn)生這一問題的原因，可認為是在較低鋼級時，因低鋼級材料具有足夠的塑性，塑性指標在管道裂紋擴展的止裂中并未起控制作用，而是材料的強度或者表現(xiàn)出來的韌性(夏比沖擊功值)對止裂起控制作用；在管道材料鋼級提升以后，表現(xiàn)出塑性與強度的不匹配，若想使開裂的管道止裂，管道材料必須具備足夠的塑性，塑性已成為判斷開裂管道能否止裂的控制因素；夏比沖擊功值作為材料韌性指標的表征，是材料強度與塑性的綜合反映，在較低鋼級情形下所獲得的采用Battele雙曲線預(yù)測管道止裂的夏比沖擊功值的方法比較準確，在將這種方法推延到高鋼級時，此時其中強度(已不是控制因素)所占比重大、而塑性所制比重小并未反映出這一實際變化，所以出現(xiàn)采用Battele雙曲線預(yù)測確定的止裂的夏比沖擊功值準確性下降，此時需要考慮材料在高速加載時的塑性指標，研究材料在高速加載時塑性指標與管道止裂的相關(guān)性。
[0003]有關(guān)管道止裂問題，判斷斷口形貌是韌性開裂或脆性開裂也很重要，現(xiàn)有DWTT試驗就是一項重要的實驗方法。但該試驗方法僅僅評判斷口形貌中的剪切(塑韌性斷口形貌)面積百分率(SA% )，并不能提取其它信息指標，存在應(yīng)用范圍小的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種采用DWTT試驗評判材料獲取快速變形時塑性指標的方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述采用DWTT試驗評判材料獲取快速變形時塑性指標的方法，該方法按照下述步驟實現(xiàn):
[0006]SI，先獲取將要進行DWTT試驗的試樣原始厚度t。，按照公式⑴計算從試樣缺口根部到錘擊邊減去一個試樣壁厚t。的評定區(qū)域原始面積S 0；
[0007]S0= t0X (71-t0)(I);
[0008]S2，進行DWTT試驗，測定并記錄試樣斷口最小厚度〖_和斷口最大厚度t _，以及評定區(qū)域內(nèi)斷口輪廓線的包絡(luò)面積S ;
[0009]S3，計算試樣在快速變形時的塑性指標。
[0010]優(yōu)選地，所述塑性指標包括:縮窄率τ、展寬率β、變形率λ和斷面收縮率δ。
[0011]更優(yōu)選地，按公式(2)計算縮窄率τ，
[0012]τ = (t0-tnin)/t0(2);
[0013]其中，t。為試樣原始厚度，t_為斷口最小厚度。
[0014]更優(yōu)選地，按公式⑶計算展寬率β，
[0015]β = (tnax_t0)/t0(3)；
[0016]其中，t。為試樣原始厚度，t_為斷口最大厚度。
[0017]更優(yōu)選地，按公式(4)計算變形率λ，
[0018]λ = tnax/t_(4)；
[0019]其中，〖_為斷口最小厚度，t_為斷口最大厚度。
[0020]更優(yōu)選地，按公式(5)計算斷面收縮率δ，
[0021]δ = S/S0(5)；
[0022]其中，S為評定區(qū)域內(nèi)斷口輪廓線的包絡(luò)面積，S。為評定區(qū)域原始面積。本發(fā)明的有益效果是:
[0023]使用本發(fā)明所述方法在當材料在高速加載時，采用DWTT試驗，除獲得傳統(tǒng)的剪切(塑韌性斷口形貌)面積百分率(SA%)外，從斷口信息中再獲得規(guī)定的縮窄率、展寬率、變形率、斷面收縮率。
[0024]本發(fā)明解決了材料高速加載斷裂時的塑性指標如何評判問題，為石油天然氣管道止裂研究提供依據(jù)。本發(fā)明采用DWTT試驗方法，通過對試驗試樣斷口的評判獲得材料在快速變形時塑性的指標。所述方法使用方便，實施成本低廉。
【附圖說明】
[0025]圖1是進行高速加載斷裂時，采用DWTT試驗的試樣；
[0026]圖2是圖1所述試樣進行斷口塑性指標評定示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]實施例
[0029]本實施例所述采用DWTT試驗評判材料獲取快速變形時塑性指標的方法，該方法按照下述步驟實現(xiàn):
[0030]SI，先獲取將要進行DWTT試驗的試樣原始厚度t。，按照公式(I)計算從試樣缺口根部到錘擊邊減去一個試樣壁厚t。的評定區(qū)域原始面積S 0；
[0031]S0= t0X (71-t0)(I);
[0032]S2，進行DWTT試驗，測定并記錄試樣斷口最小厚度〖_和斷口最大厚度t _，以及評定區(qū)域內(nèi)斷口輪廓線的包絡(luò)面積S ;
[0033]S3，計算試樣在快速變形時的塑性指標；所述塑性指標包括:縮窄率τ、展寬率β、變形率λ和斷面收縮率δ。
[0034]按公式⑵計算縮窄率τ，τ = (tQ_tmin)/t。(2)；
[0035]按公式(3)計算展寬率β，β = (tmax-t0) /10(3)；
[0036]按公式⑷計算變形率λ，λ = tmax/tmin(4)；
[0037]按公式(5)計算斷面收縮率δ，δ = S/S。(5)。
[0038]通過采用本發(fā)明公開的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果:本發(fā)明解決了材料高速加載斷裂時的塑性指標如何評判問題，為石油天然氣管道止裂研究提供依據(jù)。本發(fā)明采用DWTT試驗方法，通過對試驗試樣斷口的評判獲得材料在快速變形時塑性的指標。所述方法使用方便，實施成本低廉。
[0039]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種采用DWTT試驗評判材料獲取快速變形時塑性指標的方法，其特征在于，該方法按照下述步驟實現(xiàn): SI，先獲取將要進行DWTT試驗的試樣原始厚度t。，按照公式(I)計算從試樣缺口根部到錘擊邊減去一個試樣壁厚t。的評定區(qū)域原始面積S 0； S0= t0X (71-t0) (I); S2，進行DWTT試驗，測定并記錄試樣斷口最小厚度tmin和斷口最大厚度tmax，以及評定區(qū)域內(nèi)斷口輪廓線的包絡(luò)面積S ; S3，計算試樣在快速變形時的塑性指標。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述塑性指標包括:縮窄率τ、展寬率β、變形率λ和斷面收縮率δ。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，按公式(2)計算縮窄率τ， τ = (t0_tnin)/t0 (2)； 其中，t。為試樣原始厚度，t_為斷口最小厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，按公式(3)計算展寬率β， β = (tnax-t0) /t0(3)； 其中，t。為試樣原始厚度，t_為斷口最大厚度。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，按公式(4)計算變形率λ， \ = t /1.(4).Umax/ Umin\?/ ， 其中，t-為斷口最小厚度，t_為斷口最大厚度。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，按公式(5)計算斷面收縮率δ， δ = S/S0(5); 其中，S為評定區(qū)域內(nèi)斷口輪廓線的包絡(luò)面積，S。為評定區(qū)域原始面積。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用DWTT試驗評判材料獲取快速變形時塑性指標的方法，該方法按照下述步驟實現(xiàn)：S1，先獲取將要進行DWTT試驗的試樣原始厚度t0，計算從試樣缺口根部到錘擊邊減去一個試樣壁厚t0的評定區(qū)域原始面積S0；S2，進行DWTT試驗，測定并記錄試樣斷口最小厚度tmin和斷口最大厚度tmax，以及評定區(qū)域內(nèi)斷口輪廓線的包絡(luò)面積S；S3，計算試樣在快速變形時的塑性指標。本發(fā)明解決了材料高速加載斷裂時的塑性指標如何評判問題，為石油天然氣管道止裂研究提供依據(jù)。本發(fā)明采用DWTT試驗方法，通過對試驗試樣斷口的評判獲得材料在快速變形時塑性的指標。所述方法使用方便，實施成本低廉。
【IPC分類】G01N3/303
【公開號】CN105181490
【申請?zhí)枴緾N201510599064
【發(fā)明人】李記科, 楊紅兵, 何小東, 王高峰, 聶向暉, 李富強, 馬飛
【申請人】北京隆盛泰科石油管科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月18日