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解析TMCP 钢焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试
第! 卷# 第$ 期 焊 接 学 报 89:; !# # +9; $
! % % 年 ’ 月 ()*+,*-(./+, /0 (12 -1.+* 3245.+6 .+,(.(7(./+ =?# # ! % %
!#$ 钢焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试
荆洪阳,# 马# 崇,# 樊立国,# 霍立兴,# 张玉凤
(天津大学 材料学院,天津# $%%%@! )
摘# 要:针对强度(屈服点应力)级别为!% A ’% BCD 的三种(B-C 钢,探讨通常的焊
接热影响区局部脆化区断裂韧度测试方法的可行性及存在问题。由于多层焊热影响区
组织复杂,需进一步研究确认试验中得到的断裂韧度能否代表局部脆化区的韧度。试
验结果发现,对多层焊热影响区试样,试验后必须进行刨面(,?EFG9GH )分析,首先检查
疲劳裂纹前沿是否位于所测试的目标区域;其次当有延性裂纹扩展时,检查延性裂纹扩
展是否偏离目标区域。当满足这些条件时,所测试的断裂韧度才能代表目标区域的韧
度值。同时也试验研究了焊缝强度匹配对热影响区断裂韧度的影响。
关键词:强度匹配;断裂韧度;焊接热影响区;焊接接头;
(B-C 钢
中图分类号:
(1%# # 文献标识码:*# # 文章编号:%!$ I $’%J(!%% )%$ I KL I % 荆洪阳
%# 序# # 言 对(B-C 钢来讲,多层焊热影响区局部脆化区
主要是指热影响区粗晶区。有鉴于此该研究针对强
!% 世纪M% 年代英国北海/5.+ 油田发生的海 度(屈服点应力)级别为!% A ’% BCD 的三种(BR
洋结构断裂事故促使人们开始重视焊接热影响区 -C 钢,探讨通常的热影响区粗晶区断裂韧度测试方
(1*N )的韧度。相关人员从钢材选择、焊接工艺以 法的可行性及存在问题。试验采用 Y 形坡口制备
及结构设计等方面进行研究来保证焊接热影响区达 接头试样,将裂纹预制在热影响区粗晶区测试
到所要求的断裂韧度值。大量的研究结果表明,焊 -(/5 值。但是由于热影响区组织复杂,需进一步
接接头热影响区断裂韧度存在很大的分散性,并且 研究确认试验中得到的断裂韧度值究竟代表什么区
下限值很低,该现象在 (B-C ((O?PQ9RQ?EODGED: 域的韧性。另外也分析研究了焊接接头中不可避免
E9FP9: SP9E?TT )钢中尤为明显[K A ]。 的强度匹配对断裂韧度的影响。
(B-C 钢以其优良的强韧性、良好的焊接性自
!% 世纪M% 年代开始得到大规模应用。但是研究发 K# 断裂韧度试验
现,在其多层焊焊接热影响区会出现宽度不足 K
QQ 、分布不连续的局部脆化区(4UN ,49ED: VPGFF:?
W9? :和周围组织相比,韧性显著劣化的区域),导致 % %’ 试验材料及焊接接头
接头断裂韧度的下限值急剧降低。其原因是:在多 试验采用屈服点为!% A ’% BCD 级的* 、U 、-
层焊热循环作用下,热影响区粗晶区出现硬脆组织 三种海洋结构用(B-C 钢,其中* 钢板厚% QQ ,U
[$ , ] 钢板厚$% QQ ,- 钢板厚% QQ 。接头坡口形式为Y
马氏体I 奥氏体组元(B* 组元) 。
虽然有关研究者指出4UN 未必使结构整体抗 形,对* 钢焊接热输入(! )为$ BZ Q ,U 钢热输入
断裂能力下降,但是在海洋工程结构、低温容器等重 (! )为$ BZ Q 及 BZ Q ,- 钢! [ K; BZ Q 、$ BZ
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