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4.6  對(duì)X70鋼管的韌性評(píng)測(cè)

本節(jié)對(duì)西氣東輸用到的某種國(guó)產(chǎn)X70鋼進(jìn)行CVN和DWTT韌性評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)中的板卷由B鋼廠生產(chǎn)，鋼管分別由BB、BQ、BL三家管廠生產(chǎn)。

4.6.1  CVN實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖4-16是夏比能與實(shí)驗(yàn)溫度曲線。圖4-17是剪切面積百分比與實(shí)驗(yàn)溫度曲線。三家管廠鋼管的轉(zhuǎn)變曲線和上平臺(tái)能很似。

圖4-18a，b，c給出了三家鋼管的夏比能與剪切面積的關(guān)系，以及85%剪切面積對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度。圖中CV100表示100%剪切面積時(shí)最低的夏比能，CVI表示最低夏比平臺(tái)能，也稱夏比轉(zhuǎn)變能，CVP表示夏比平臺(tái)能。菱形實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表示剪切面積高于90%，方形實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表示低于90%可以看到，剪切面積低于90%時(shí)，夏比能與剪切面積呈線性關(guān)系。

表4-3給出了歸納的夏比沖擊能量值及85%剪切面積對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度。

表4-3夏比能及85％剪切面積對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度

管廠名	CVI(J)	CVP100(J)	CVP (J)	CVP/CVI	CVP/CV100	85%SATT（℃）
BB	180	224	287	1.59	1.28	-52
BL	265	218	267	1.01	1.22	-40
BQ	200	200	254	1.27	1.27	-36

4.6.2  DWTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖4-19顯示了標(biāo)準(zhǔn)壓制缺口DWTT試樣能量與實(shí)驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)。

圖4-20是剪切面積百分比與實(shí)驗(yàn)溫度的數(shù)據(jù)。

圖4-21a,b,c是能量與剪切面積百分比圖。和前面-樣，菱形實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表示剪切面積高于90%，方形表示低于90%。與對(duì)CVN數(shù)據(jù)的處理類似，分別定義DWTT-100表示100%剪切面積時(shí)最低的DWTT能，DWTT-I表示DWTT轉(zhuǎn)變能，DWTT-P表示DWTT平臺(tái)能。由圖4-21可確定DWTT和DWTT-100的值。

表4-4給出了這些DWTT實(shí)驗(yàn)的特征值和85%剪切面積對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度。

表4-4 DWTT能及85%剪切面積對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度

管廠名	DWTT-I （J）	DWTT-100 （J）	DWTT-P （J）	DWTT-P/ DWTT-I	DWTT-P/ DWTT-100	85%SATT （℃）
BB	5800	6220	7704	1.33	1.24	-6
BL	5100	6985	8963	1.76	1.28	-4
BQ	6100	6771	7509	1.23	1.11	-1

4.6.3  CVN與DWTT數(shù)據(jù)比較

圖4-22是CVN與DWTT試樣的上臺(tái)能量特征值數(shù)據(jù)圖。總的來說，CVN與DWTT試樣的特征能量比率有較好的一致性。圖中P/100的符合性比P/I更好，很大程度上是因?yàn)镃V100、DWTT-100比CVN-I、DWTT-I的獲得方法更為明確。

從CVN數(shù)據(jù)得到的85%剪切面積轉(zhuǎn)變平均溫度是-42.7℃，而從DWTT數(shù)據(jù)得到的85%剪切面積轉(zhuǎn)變平均溫度是-3.7℃。兩種試樣的轉(zhuǎn)變溫度差是39℃。這個(gè)轉(zhuǎn)變溫度的變化比Eiber從普通熱軋鋼中得出的結(jié)論更大。通過Eiber的關(guān)系式得出14.7mm厚的CVN與DWTT試樣的轉(zhuǎn)變溫度差是10℃。正是這種不同使得在高韌性管線鋼中使用CVN能量產(chǎn)生很多不便。

CVN和DWTT試樣數(shù)據(jù)表明，這些鋼均具有很高的上平臺(tái)能。雖然很難準(zhǔn)確地確定上升平臺(tái)行為的程度，但這些鋼材斷口分離不明顯，CVP/CV100和DWTT-P/DWTT-100均小于1.2，這表明這些鋼的上升平臺(tái)很小。

4.7  本章小結(jié)

本章考查了CVN和DWTT兩種動(dòng)態(tài)韌性測(cè)試手段以及二者之間的關(guān)系。特別是對(duì)具有上臺(tái)能的高韌性鋼，文中詳細(xì)地分析了斷口分離與能量平臺(tái)的形成原因，并結(jié)合具體材料進(jìn)行了實(shí)測(cè)。

根據(jù)前兩章的需要，本章自行設(shè)計(jì)了雙試件DWTT實(shí)驗(yàn)并測(cè)定了韌性減速機(jī)理和完善止裂判據(jù)所需的G_d和（CTOA)c值。

通過對(duì)國(guó)產(chǎn)X70管線鋼的沖擊實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這些鋼上升平臺(tái)能很小。相比韌性止裂所需的最小韌性值，均有很高的上平臺(tái)韌性。

DWTT實(shí)驗(yàn)因韌性值與斷口形貌更接近于全尺寸斷裂而被廣泛采用。然而CVN沖擊韌性仍然占領(lǐng)著難以動(dòng)搖的壟斷地位。發(fā)展二者之間的聯(lián)系，同時(shí)尋找（CTOA）c等新的表示管材韌性的物理量是對(duì)高性能鋼進(jìn)行韌性評(píng)估的關(guān)鍵。

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