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  • 不銹鋼管缺口靜彎試驗

        不銹鋼管缺口靜彎試驗是缺口敏感性試驗方法的一種,用這種試驗方法可相對地表示出不銹鋼管材料的脆化趨勢。

        缺口敏感性的定義:不銹鋼管材料由于缺口作用的影響而顯示出來的強度和塑性指標變化的性質。

        現在我們著重介紹缺口試樣靜彎曲試驗方法:

        圖B -1是試樣的一般形式及受力條件。目前為了探討和V形卻貝沖擊值之間關系,也有采用45°角度試樣。試驗一般放在萬能材料試驗機上進行。支承試樣的底座放于一盛放冷卻液的容器內,整個不銹鋼容器又放在試驗機平臺上,靜壓試樣的壓頭要剛性地和試驗機另一平面牢固地連接。試驗時緩慢地加載,上壓頭一定要對準試樣缺口。試驗時要記錄試驗曲線,曲線一般放大10倍左右為最好。

        不銹鋼管靜彎試驗的變形圖一般由三部分組成,如圖B -2,I為彈性部分,Ⅱ為彈塑性部分,Ⅲ為斷裂部分。關于不銹鋼管的特性以及它們之間的每個比值決定于材料的性能和應力狀態的特征(指缺口的深度、曲率半徑及試樣截面尺寸等)。

        我們在不銹鋼管應力狀態條件固定的情況下來討論不銹鋼材料的性能。

        第1部分的大小決定于不銹鋼材料的起始形變抗力,材料屈服點越高,則這一部分面積越大。

        第Ⅱ部分的大小決定于不銹鋼材料形成起始塑性變形的特性,塑性變形隨后發展的阻力,以及在任何變形階段中滑移強度和破壞強度之間比值。

        第Ⅲ部分是表示在出現裂縫后,繼續抵抗破壞的能力。從這部分曲線可以表現出不銹鋼管材料的解理斷裂、剪切斷裂和解理一剪切混合型斷裂。

        目前存在著以下幾種方法評定曲線的第三部分。

        1、不銹鋼管開始脆性斷裂點出現時的負荷值來評定脆性的。我們以圖B-2為例,試樣在達到最大負荷P最大后,曲線就下降,當第一個斷裂點出現時,把負荷P記錄下來,我們把P/P的比值作為衡量金屬脆性指標,當比值趨近于l時,也就是曲線達到P最大點后迅速地下落,我們認為材料在這種條件下比較脆;當比值為無窮大時,材料處于完全韌性狀態。

        2、以斷裂功的大小來評定。我們以圖B-3為例,當曲線經過P最大點后下降了0.2P最大時,定出P點,然后作彈性部分直線的平行線,把最后一部分面積的大小作為衡量不銹鋼管脆性的指標。這一部分面積可用求積儀求得。要指出的是當曲線垂直下降時,也就是在脆斷的階段,我們把這部分面積相應除去,因為在脆斷時根本沒有做功。

        類似這樣評定的還有:在P最大時作橫座標的垂直線,把在P最大以后所包圍的曲線面積作為撕裂功,以求積儀求得。

        3、不銹鋼管缺口試樣斷裂時的殘余撓度值衡量材料脆性,這種觀點認為缺口處不銹鋼管的韌性是鋼管的塑性起決定性的作用。

        試驗方法同上述方法一樣,圖B-4就是這種試驗的記錄曲線圖。由圖中我們可看出:曲線1對缺口很敏感,它的殘余撓度值很小,曲線3具有很大的殘余撓度,它的曲線可以一直到底,我們取相當于最大負荷的0.25倍時撓度作為它的殘余撓度。

        4、除了上述三類方法外,尚有根據斷口上晶狀和纖維狀所占的百分比來衡量材料的脆性情況,以確定是否屬于脆性斷裂。一般地認為在斷口上有1/21/3的纖維組織時,材料的韌性就足夠了。

        在前面的方法中,除了4以外,在評定時,由于不銹鋼管缺口靜彎試驗機的支座及夾具的剛性不同,所以同樣不銹鋼管材料在不同的試驗機上所得的結果也往往無法比較,比較客觀的方法是第4種方法,可是這方法在運用起來時比較困難,因此在實際中提供另一方法,就是曲線達到最高處為H,在曲線下降過程中如有脆斷發生,則有一個直線的下降,這一直線下降高度記為h,把這一h的大小和不銹鋼管斷面結合起來評定。也有以h/H在某一值(例如1/3)為轉折點,這個方法在某些規定上是被使用的。

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