[發明專利]一種高強鋼的動態撕裂韌脆轉變溫度的預測方法

在審

• 申請號: 202310302103.2
• 申請日: 2023-03-24
• 公開（公告）號: CN116432429A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 高珍鵬;宮旭輝;牛佳佳;成應晉
• 申請（專利權）人: 洛陽船舶材料研究所（中國船舶集團有限公司第七二五研究所）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06Q10/0639;G06Q10/04;G16C60/00;G06F17/18;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京市中聯創和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 李向陽;謝威

本發明提供一種高強鋼的動態撕裂韌脆轉變溫度的預測方法，包括如下步驟：步驟一、通過分析不同強度等級的高強度結構鋼在沖擊試驗和動態撕裂中的試驗數據，確定沖擊吸收能與動態撕裂能的相關性；步驟二、依據沖擊吸收能與動態撕裂能的相關性，分析沖擊韌脆轉變溫度與動態撕裂韌脆轉變溫度的相關性；步驟三、依據沖擊韌脆轉變溫度與動態撕裂韌脆轉變溫度的相關性，以及韌脆轉變溫度的影響因素，獲得動態撕裂韌脆轉變溫度的預測模型。本發明提出的高強度結構鋼的動態撕裂韌脆轉變溫度的計算模型，能夠實現動態撕裂韌脆轉變溫度的快速預測評估，為高強度結構鋼低溫脆性傾向評估和抗脆斷設計提供技術基礎。

技術領域

本發明涉及材料斷裂失效研究領域，具體而言，涉及一種高強鋼的動態撕裂韌脆轉變溫度的預測方法。

背景技術

斷裂是金屬材料失效的主要原因之一，為了有效評估金屬材料的抗斷性能，逐漸形成了以基于韌脆轉變溫度的韌脆轉變評價方法和基于斷裂韌性參量的斷裂力學評價方法。斷裂力學評價方法須通過專門的試驗來進行評估，測試方法復雜，試驗費用較高，而韌脆轉變評價方法測試方法簡單，成本較為低廉，已成為評估材料抗斷性能最為常用的方法。韌脆轉變評價方法主要評價具有韌脆轉變特性的金屬材料，而工程上常用的高強度結構鋼主要為體心立方結構，在溫度低于某一特定溫度時，斷裂模式由韌性斷裂轉變為脆性斷裂，具有明顯的韌脆轉變特性。低溫脆性破壞一般為低應力破壞，裂紋擴展速度極快，一旦發生將引起嚴重的安全事故，因此，低溫脆性研究是高強度結構鋼服役安全評價中至關重要的一環。

目前已形成夏比沖擊試驗、動態撕裂試驗、落錘撕裂試驗等多種試驗方法評估高強度結構鋼的韌脆轉變特性，通過系列溫度試驗測得鋼板的韌脆轉變溫度值，并與結構的最低服役溫度進行對比，從而評價高強度結構鋼用于低溫服役環境結構的可行性。夏比沖擊試驗在檢驗材料品質、內部缺陷、工藝質量等方面，具有比其他力學性能檢驗方法更為敏感的優點，是目前評價鋼板韌脆轉變特性最為常用的試驗方法。但夏比沖擊試樣尺寸較小、裂紋尖銳度較小，其所測得的韌脆轉變溫度往往高于材料的實際韌脆轉變溫度。而動態撕裂試樣相比于沖擊試驗試樣尺寸更大、缺口尖銳度更高，應力狀態更趨于平面應變，力學約束條件更苛刻，與材料的實際使用條件更為接近，因此比夏比沖擊試樣更能反映材料的韌脆轉變特性。但動態撕裂試樣(180×40×16mm)相比于沖擊試樣(55×10×10mm)，試樣尺寸更大，試驗所需設備的沖擊能量更大，若以動態撕裂試驗作為高強度結構鋼低溫韌性的檢驗方法，實際操作起來將較為繁瑣和復雜。

基于此，本發明提出了一種高強鋼的動態撕裂韌脆轉變溫度的預測方法，所述預測方法可以用于預測模型的構建，該預測模型通過沖擊韌脆轉變溫度和化學成分含量即可建立，可實現高強度結構鋼動態撕裂韌脆轉變溫度的快速計算評估。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種高強鋼的動態撕裂韌脆轉變溫度的預測方法。以解決現有技術中動態撕裂試樣(180×40×16mm)相比于沖擊試樣(55×10×10mm)，試樣尺寸更大，試驗所需設備的沖擊能量更大，若以動態撕裂試驗作為高強度結構鋼低溫韌性的檢驗方法，實際操作起來將較為繁瑣和復雜的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高強鋼的動態撕裂韌脆轉變溫度的預測方法，包括如下步驟：

步驟一、通過分析不同強度等級的高強度結構鋼在沖擊試驗和動態撕裂中的試驗數據，確定沖擊吸收能與動態撕裂能的相關性；

步驟二、依據沖擊吸收能與動態撕裂能的相關性，分析沖擊韌脆轉變溫度與動態撕裂韌脆轉變溫度的相關性；

步驟三、依據沖擊韌脆轉變溫度與動態撕裂韌脆轉變溫度的相關性，以及韌脆轉變溫度的影響因素，獲得動態撕裂韌脆轉變溫度的預測模型。