采用dwtt实验评判材料在快速变形时塑性指标的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工技术领域，尤其是涉及一种采用DWTT实验评判材料在快速变形时塑性指标的方法。
【背景技术】
[0002]在天然气管道输送过程中，由于气体的可压缩性，一旦天然气管道开裂，管道中的压力并不能瞬间完全释放，存在裂纹启裂后能否止裂的问题。对传统较低钢级(至APISPEC 5L中的X70)，采用Battele双曲线预测确定的夏比冲击功值比较准确。但在更高钢级(比如API SPEC 5L中的X80或者更高)在采用Battele双曲线来预测止裂的夏比冲击功值时，其准确性下降。产生这一问题的原因，可认为是在较低钢级时，因低钢级材料具有足够的塑性，塑性指标在管道裂纹扩展的止裂中并未起控制作用，而是材料的强度或者表现出来的韧性(夏比冲击功值)对止裂起控制作用；在管道材料钢级提升以后，表现出塑性与强度的不匹配，若想使开裂的管道止裂，管道材料必须具备足够的塑性，塑性已成为判断开裂管道能否止裂的控制因素；夏比冲击功值作为材料韧性指标的表征，是材料强度与塑性的综合反映，在较低钢级情形下所获得的采用Battele双曲线预测管道止裂的夏比冲击功值的方法比较准确，在将这种方法推延到高钢级时，此时其中强度(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这一实际变化，所以出现采用Battele双曲线预测确定的止裂的夏比冲击功值准确性下降，此时需要考虑材料在高速加载时的塑性指标，研究材料在高速加载时塑性指标与管道止裂的相关性。
[0003]有关管道止裂问题，判断断口形貌是韧性开裂或脆性开裂也很重要，现有DWTT试验就是一项重要的实验方法。但该试验方法仅仅评判断口形貌中的剪切(塑韧性断口形貌)面积百分率(SA% )，并不能提取其它信息指标，存在应用范围小的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种采用DWTT试验评判材料获取快速变形时塑性指标的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明所述采用DWTT试验评判材料获取快速变形时塑性指标的方法，该方法按照下述步骤实现:
[0006]SI，先获取将要进行DWTT试验的试样原始厚度t。，按照公式⑴计算从试样缺口根部到锤击边减去一个试样壁厚t。的评定区域原始面积S 0；
[0007]S0= t0X (71-t0)(I);
[0008]S2，进行DWTT试验，测定并记录试样断口最小厚度〖_和断口最大厚度t _，以及评定区域内断口轮廓线的包络面积S ;
[0009]S3，计算试样在快速变形时的塑性指标。
[0010]优选地，所述塑性指标包括:缩窄率τ、展宽率β、变形率λ和断面收缩率δ。
[0011]更优选地，按公式(2)计算缩窄率τ，
[0012]τ = (t0-tnin)/t0(2);
[0013]其中，t。为试样原始厚度，t_为断口最小厚度。
[0014]更优选地，按公式⑶计算展宽率β，
[0015]β = (tnax_t0)/t0(3)；
[0016]其中，t。为试样原始厚度，t_为断口最大厚度。
[0017]更优选地，按公式(4)计算变形率λ，
[0018]λ = tnax/t_(4)；
[0019]其中，〖_为断口最小厚度，t_为断口最大厚度。
[0020]更优选地，按公式(5)计算断面收缩率δ，
[0021]δ = S/S0(5)；
[0022]其中，S为评定区域内断口轮廓线的包络面积，S。为评定区域原始面积。本发明的有益效果是:
[0023]使用本发明所述方法在当材料在高速加载时，采用DWTT试验，除获得传统的剪切(塑韧性断口形貌)面积百分率(SA%)外，从断口信息中再获得规定的缩窄率、展宽率、变形率、断面收缩率。
[0024]本发明解决了材料高速加载断裂时的塑性指标如何评判问题，为石油天然气管道止裂研究提供依据。本发明采用DWTT试验方法，通过对试验试样断口的评判获得材料在快速变形时塑性的指标。所述方法使用方便，实施成本低廉。
【附图说明】
[0025]图1是进行高速加载断裂时，采用DWTT试验的试样；
[0026]图2是图1所述试样进行断口塑性指标评定示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028]实施例
[0029]本实施例所述采用DWTT试验评判材料获取快速变形时塑性指标的方法，该方法按照下述步骤实现:
[0030]SI，先获取将要进行DWTT试验的试样原始厚度t。，按照公式(I)计算从试样缺口根部到锤击边减去一个试样壁厚t。的评定区域原始面积S 0；
[0031]S0= t0X (71-t0)(I);
[0032]S2，进行DWTT试验，测定并记录试样断口最小厚度〖_和断口最大厚度t _，以及评定区域内断口轮廓线的包络面积S ;
[0033]S3，计算试样在快速变形时的塑性指标；所述塑性指标包括:缩窄率τ、展宽率β、变形率λ和断面收缩率δ。
[0034]按公式⑵计算缩窄率τ，τ = (tQ_tmin)/t。(2)；
[0035]按公式(3)计算展宽率β，β = (tmax-t0) /10(3)；
[0036]按公式⑷计算变形率λ，λ = tmax/tmin(4)；
[0037]按公式(5)计算断面收缩率δ，δ = S/S。(5)。
[0038]通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果:本发明解决了材料高速加载断裂时的塑性指标如何评判问题，为石油天然气管道止裂研究提供依据。本发明采用DWTT试验方法，通过对试验试样断口的评判获得材料在快速变形时塑性的指标。所述方法使用方便，实施成本低廉。
[0039]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种采用DWTT试验评判材料获取快速变形时塑性指标的方法，其特征在于，该方法按照下述步骤实现: SI，先获取将要进行DWTT试验的试样原始厚度t。，按照公式(I)计算从试样缺口根部到锤击边减去一个试样壁厚t。的评定区域原始面积S 0； S0= t0X (71-t0) (I); S2，进行DWTT试验，测定并记录试样断口最小厚度tmin和断口最大厚度tmax，以及评定区域内断口轮廓线的包络面积S ; S3，计算试样在快速变形时的塑性指标。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述塑性指标包括:缩窄率τ、展宽率β、变形率λ和断面收缩率δ。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，按公式(2)计算缩窄率τ， τ = (t0_tnin)/t0 (2)； 其中，t。为试样原始厚度，t_为断口最小厚度。4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，按公式(3)计算展宽率β， β = (tnax-t0) /t0(3)； 其中，t。为试样原始厚度，t_为断口最大厚度。5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，按公式(4)计算变形率λ， \ = t /1.(4).Umax/ Umin\?/ ， 其中，t-为断口最小厚度，t_为断口最大厚度。6.根据权利要求2所述方法，其特征在于，按公式(5)计算断面收缩率δ， δ = S/S0(5); 其中，S为评定区域内断口轮廓线的包络面积，S。为评定区域原始面积。
【专利摘要】本发明公开了一种采用DWTT试验评判材料获取快速变形时塑性指标的方法，该方法按照下述步骤实现：S1，先获取将要进行DWTT试验的试样原始厚度t0，计算从试样缺口根部到锤击边减去一个试样壁厚t0的评定区域原始面积S0；S2，进行DWTT试验，测定并记录试样断口最小厚度tmin和断口最大厚度tmax，以及评定区域内断口轮廓线的包络面积S；S3，计算试样在快速变形时的塑性指标。本发明解决了材料高速加载断裂时的塑性指标如何评判问题，为石油天然气管道止裂研究提供依据。本发明采用DWTT试验方法，通过对试验试样断口的评判获得材料在快速变形时塑性的指标。所述方法使用方便，实施成本低廉。
【IPC分类】G01N3/303
【公开号】CN105181490
【申请号】CN201510599064
【发明人】李记科, 杨红兵, 何小东, 王高峰, 聂向晖, 李富强, 马飞
【申请人】北京隆盛泰科石油管科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月18日