70管线钢的断裂韧性_70管线钢的断裂韧性第15卷第5期____年10月钢铁研究学报JOURNALOFIRONANDSTEELRESEARCHVol.15,No.5Oct._____70管线钢的断裂韧性杨政,郭万林11,2,董蕙茹,董明海,赵新伟113(1.西安交通大学建筑工程与力学学院,陕西西安710049;2.南京航空航天大学飞机工程系,江苏南京210016;3.中国石油天然气集团公司石油管材研究所,陕西西安710065)摘要:对不同厚度和裂纹初始长度的_70性试验。试验和分析结果表明:随着试验温度降低,;,,分层裂纹的位,试样在破坏时产生的分层裂纹,,对厚度效应影响较小。对于试验温度,分层裂纹首先出现在主裂纹根部,试样破坏时分层裂纹宽度较大且充分张开,减小了试样的有效厚度。高强度、高韧性的_70管线钢由于分层裂纹的产生,其力学性能与具有普通强度和韧性的钢材的力学性能存在着明显的差异,普通金属材料的韧性试验方法和材料评价方法已不再适用,必须考虑管道壁厚、缺陷大小和环境温度的综合作用。关键词:_70;管线钢;分层裂纹;断裂韧性;低温中图分类号:TG115.5文献标识码:A文章编号:100120963(____)05____0206FractureToughnessof_70PipelineSteelYANGZheng,GUOWan2lin11,2,DONGHui2ru,DONGMing2hai,ZHAO_in2wei113(1._i′anJiaotongUniversity,_i′an710049,China;2.NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China;3.ChinaNationalPetroleumCo,_i′an710065,China)Abstract:Thefracturetoughnessof_70pipelinesteelwasinvestigatede_perimentallyby32pointbendfracturetoughnesstestforsampleswithdifferentthicknessandinitiatecracklengthat-60℃,-20℃and20℃.Itwasdiscoveredthatthefailuremodecanbeductileorbrittledependingontesttempera2ture;Thedelaminationcracksarefoundonallfracturesurfaces;Thesizeandamountofdelaminationcracksarerelatedtosamplethickness;Thelocationofdelaminationcracksrelatedtoinitiatecracklengthandtesttemperature;Forbrittlefractureatlowertemperature,thedelaminationcracksareproducednearmaincrackrootsandthewidthandlengthofdelaminationcracksaresmall,thustheeffectofdel2aminationcracksuponeffectivethicknesscanbeneglected;Fortheductilefractureathighertempera2ture,thedelaminationcracksareproducedatthetipsofthemaincracks,andthewidthandlengthofdelaminationcrackarelarge,thendelaminationcracksdecreasetheeffectivethickness.Becauseofdelam2inationcracking,themechanicalbehaviorof_70pipelinesteelisdifferentfromcommonsteels,andthetestmethodsandsafetyassessmentforcommonsteelsarenotsuitablefor_70pipelinesteel.Thecom2prehensiveeffectofwallthickness,defectsizeandservicetemperatureofpipelinemustbetakenintoac2count.Keywords:_70;pipelinesteel;delaminationcrack;fracturetoughness;lowtemperature管道的安全性对于天然气和石油的远距离管道基金项目:国家自然科学基金资助项目(50275073)输送具有重要意义。管道的设计和安全评定都是依作者简介:杨政(19642),男,硕士,副教授;收稿日期:____205215;修订日期:________13—40—_70管线钢的断裂韧性第5期杨政等:_70管线钢的断裂韧性10月据现有规范和材料试验标准,利用实验室标准试样的材料性能数据进行的。现行的管道剩余强度评定主要依据材料的平面应变断裂韧性参量KIc和JIc。但对于高韧性管线钢来说,在断裂试验和冲击韧性试验中总是出现与裂纹扩展方向垂直的分层裂纹,这些分层裂纹减小了试样的有效厚度,使得KIc和JIc很难测定[1]。同时,这种安全评定方法与管道的实际破坏形式又存在差异。因此,只有在三维断裂理论的指导下,考察试样厚度、试验温度和分层裂纹的综合影响才有可能获得对分层裂纹较全面的认识,从而为大口径、本研究以象,弯曲试样进行了试验研究和分析,旨在揭示我国“西气东输”工程中大量采用的这种高韧性管线钢的三维破坏行为,建立客观的材料韧性指标和更有效的安全分析依据。[2,3]分层裂纹对管材断裂韧性的影响时,厚度B分别取10mm、5mm、3mm,裂纹长度a分别取aΠW≈012、aΠW≈0...