专利名称：焊缝高温强度及其缺口敏感性测试试样的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，属于材料科学技术领域。
背景技术：
随着我国电カエ业的发展，许多高參数大容量火电机组相继投入运行，电站高温高压蒸汽管道广泛采用高合金钢，如P91、P92等等，这些高合金钢蒸汽管道焊缝的強度、安全性、可靠性以及使用寿命一直是国内外设计、制造、运行、检修、监瞀检验人员十分关注的问题。随着高温长期运行，焊缝金属的安全性问题日益突出。主要表现在随着高温长时间运行，其高温強度的下降及焊缝金属对缺ロ的敏感性问题。研究和掌握焊缝金属在高温长时作用下性能变化规律，对保证高温金属部件的安全运行具有重要的理论价值和实际意义。 为获得焊缝金属高温长时运行后性能变化规律，需要对焊缝金属进行高温长时拉伸性能试验。目前现有的标准检验方法，试样主要有圆形试样、板型试样及整管拉伸试样，测试段截面积通常恒定不变。如图I所示，图I为常规板状持久拉伸试样实物结构示意图。对于焊缝来讲测试段应包括焊缝、热影响区及母材，由于焊缝金属強度远高于母材及热影响区，尤其是P91钢焊缝，常规拉伸试样一般均断在焊缝热影响区，测得的焊接接头强度实际上是焊缝热影响区強度，而焊缝金属真实性能很难测得。电站高温高压蒸汽管道焊缝性能影响其安全运行，为研究焊缝金属性能，通常需要对焊缝金属进行性能检测，常规的拉伸，包括常温拉伸、高温拉伸及持久強度等试验方法，测试段横截面积一般恒定不变，由于焊缝強度远高于母材及热影响区，试样大多断在热影响区，焊缝金属的横向性能无从得知。
发明内容为了解决现有技术中的技术问题，本实用新型提供了一种焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，其目的是为了提供一种测试方法保证拉伸试样断在焊缝区域，从而测得焊缝金属強度及焊缝金属的缺ロ敏感性。本实用新型是通过以下技术方案实现的焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，包括两端粗，中间细的长条形状试样，两端为夹持端，中间为测试段。所述试样两端的夹持端向中间测试段方向设有向内凹进的圆滑过渡段，测试段上设有缺ロ。所述的缺ロ开在测试段的ー侧。所述的缺ロ开在焊缝金属上。所述的缺ロ设在测试段的中间位置。所述的被试样品为矩形结构，夹持端的试验宽度为24mm，单边长度为20mm，中心测试段长度为35-45mm,厚度为3mm,测试段中间缺ロ深2mm,宽2mm,长度等于被试试样品的厚度。[0012]优点及效果本实用新型是ー种焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，由于在试样上加设了一种变截面带缺ロ试样，将缺ロ开在焊缝金属部分，它能保证试样断在焊缝金属内，并能测得焊缝金属強度及其对缺ロ的敏感性。因为焊缝根部难免存在未焊透等缺陷，焊缝金属强度及其对缺ロ的敏感性的測量可为评估焊缝在高温高压下长期运行的安全性提供依据。解决了传统试样无法测量焊缝强度及焊缝缺ロ敏感性等问题，该试样加工简单，试验过程与常规拉伸试验方法基本一祥。该项实用新型填补了该技术领域的空白，具有较大的社会效益和经济效益。
以下结合附图
和实施例对本实用新型作进ー步详细的说明。图I为常规板状持久拉伸试样实物结构示意图； 图2本实用新型所做的带缺ロ持久拉伸试样实物结构示意图；图3本实用新型采用的试验装置原理图；图4本实用新型所做的高温长时拉伸试验试样缺ロ处试验应カ为350MPa实物结构示意图；图5本实用新型所做的高温长时拉伸试验试样缺ロ处试验应カ为290MPa实物结构示意图；图6本实用新型所做的高温长时拉伸试验试样缺ロ处试验应カ为250MPa实物结构示意图。 图中测试段I，夹持端2，缺ロ 3，调平装置4，杠杆机构5，加载装置6，温度測量与温度控制7，试样夹头8，试样9，高温加热炉10。
具体实施方式
实施例I :本实用新型是焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，如图2所示，本实用新型所述试样9为长条状和常规持久试样相同，两端粗，中间细的结构；两端为夹持端2，中间为测试段1，两端的夹持端2向中间测试段I方向为向内凹进的圆滑过渡段，其中的测试段I的中部设有缺ロ 3。本实用新型的带缺ロ试样焊缝性能测试试样，其试验操作步骤与常规高温长时拉伸试验方法相同，不同之处在于试样制作，如图2所示，本实用新型的试样为长条板型，两端为夹持段和常规持久试样相同，中间为测试段，两段之间设有圆滑过渡段，其中的测试段为带缺ロ的矩形外型，缺ロ开在焊缝金属上。本实用新型所述的试样为矩形片状，夹持端试验宽度为24mm，单边长度为20mm，中心测试段长度为35_45mm,厚度为3mm,中间缺ロ深2mm,宽2mm,缺ロ长度等于试样厚度。如图3所示，利用本实用新型试样所做试验在常规高温拉伸试验机上完成，通过焊缝带缺ロ试样、母材带缺ロ试样等在同一温度不同应カ下的断裂时间，測量焊缝性能及焊缝缺ロ敏感性。试验时,将试样9夹在高温加热炉10中的试样夹头8上，加热炉两端用保温材料密封，调整调平装置4使试样调至加热炉10的中部，接通电源升温，通过温度測量与温度控制7将试验温度升至试验温度540°C，并保持恒温。当温度达到试验温度后，通过杠杆机构5及加载装置6进行加载，加载完成后再调整调平装置4使试样保持在加热炉10的中部。在540°C下做长时拉伸试验，直至试样拉断，计算断裂时间，得出应カ与断裂时间的对应关系。实施例2 采用矩形截面P91焊缝试样，测试段试样截面尺寸为7 X 3mm，缺ロ开在焊缝上，开ロ深2mm、开ロ宽2mm。试验温度为540°C，4个试样缺ロ处试验应力分别是364MPa、350MPa、290MPa、250MPa，试样断裂时间分别是0、20、1582、9600小时，如图4至图6所示。采用矩形截面P91母材试样，测试段试样截面尺寸为7 X 3mm，缺ロ开在测试段中部，开ロ深2mm、开ロ宽2mm。试验温度为540°C，2个试样缺ロ处试验应力分别是350MPa、250MPa，试样断裂时间分别是10、4220小时。比较可见，试验应カ为350MPa及250MPa的P91焊缝试样在540°C下其断裂时间是P91母材试样的2倍以上，可见在540°C下，缺ロ处焊缝强度高于母材，在高温下(540°C)焊缝缺ロ敏感性比母材低。试验结果详见表I :P91焊缝及母材V型缺ロ试样高温(540°C)长
时拉伸试验結果。
权利要求1.焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，包括两端粗，中间细的长条形状试样，两端为夹持端(2)，中间为测试段(1)，其特征是两端的夹持端(2)向中间测试段(I)方向设有向内凹进的圆滑过渡段，测试段(I)上设有缺ロ( 3)。
2.根据权利要求I所述的焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，其特征是所述的缺ロ( 3 )开在测试段(I)的ー侧。
3.根据权利要求I所述的焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，其特征是所述的缺ロ(3)开在焊缝金属上。
4.根据权利要求I所述的焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，其特是所述的缺ロ(3)设在测试段(I)的中间位置。
5.根据权利要求I所述的焊缝高温強度及其缺ロ敏感性测试试样，其特征是所述的试样为矩形结构，夹持端(2)的试验宽度为24mm,单边长度为20mm,中心测试段(I)长度为35-45mm,厚度为3mm,测试段(I)中间缺ロ(3)深2mm,宽2mm,长度等于被试试样品的厚度。
专利摘要本实用新型涉及一种焊缝高温强度及其缺口敏感性测试试样，属于材料科学技术领域。本实用新型包括两端粗，中间细的长条形状试样，两端为夹持端，中间为测试段。所述试样两端的夹持端向中间测试段方向设有向内凹进的圆滑过渡段，测试段上设有缺口。本实用新型由于在试样上加设了一种变截面缺口，因此能保证试样断在焊缝金属内，并能测得焊缝金属强度及其对缺口的敏感性。解决了传统试样无法测量焊缝强度及焊缝缺口敏感性等问题，该试样加工简单，试验过程与常规拉伸试验方法基本一样。该项实用新型填补了该技术领域的空白，具有较大的社会效益和经济效益。
文档编号G01N1/28GK202599726SQ20122019664
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者张艳红 申请人:东北电力科学研究院有限公司, 辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 国家电网公司