[发明专利]利用单边缺口拉伸试验测量管线钢断裂韧性的方法

权利要求书

1.一种利用单边缺口拉伸试验测量管线钢断裂韧性的方法，其特征在于，包括：

制备单边缺口拉伸试样，通过线切割及疲劳裂纹扩展速率试验方法预制所述拉伸试样裂纹；

根据所述拉伸试样裂纹计算裂纹扩展量；

通过绘制表征裂纹扩展断裂抗力的J-R曲线获得用于表征管线钢断裂韧性的J积分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据拉伸试样裂纹计算裂纹扩展量包括：

通过预制二次疲劳区或加热氧化方法对所述拉伸试样进行处理并测量所述拉伸试样的原始裂纹尺寸及扩展后裂纹尺寸；

通过均值法计算原始裂纹尺寸a₀及扩展后裂纹尺寸a；

根据公式△a=a-a₀计算所述裂纹扩展量△a。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述拉伸试样的厚度B与所述拉伸试样的宽度W的比值关系是：2≤B/W≤5。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述拉伸试样的原始裂纹尺寸a₀与所述拉伸试样的宽度W的比值关系是：0.25≤a₀/W≤0.35。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述拉伸试样进行至少六次不同程度的拉伸，并记录施加载荷与裂纹张开位移的变化曲线，且至少三个试样加载需满足超过最高载荷点，用于实现所述裂纹扩展量在0.2mm-3mm之间。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述拉伸试样是浅裂纹试样。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绘制表征裂纹扩展断裂抗力的J-R曲线中J积分的计算公式是：

J＝J_e+J_p;

其中，J_e为J积分的弹性部分，J_p为J积分的塑性部分。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

Je=k2(1-v)E;]]>

Jp=ηpUpB(W-a0);]]>

其中，K—应力强度因子，单位E—弹性模量，单位Pa；ν—泊松比；U_p—塑性功，单位J；

ηp=0.85×(196.719·e-BW-64.642)·(a0W)5+(-493.511·e-BW+138.837)·(a0W)4+(463.503·e-BW+106.207)·(a0W)3+(-201.862·e-BW+34.532)·(a0W)2+(39.431·e-BW-4.552)·(a0W)+(-2.064·e-BW+1.039);]]>

其中，B—试样宽度，单位mm；W—试样厚度，单位mm；a₀—裂纹长度，单位mm。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述应力强度因子K的计算公式是：

K=FBW·2tan(πa02W)cos(πa02W)·[0.752+2.02(a0W)+0.37(1-sin(a0W))];]]>

其中，K—应力强度因子，单位F—施加载荷，单位N。