[发明专利]一种应力松弛试验评价材料再热裂纹敏感性的方法

说明书

本发明涉及一种应力松弛试验评价材料再热裂纹敏感性的方法。本方法是将焊接热模拟与应力模拟综合在一起，先通过模拟不同的焊接工艺参数来模拟出焊接HAZ粗晶区组织，再采取一定的措施模拟试样的残余应力状态，然后进行去应力热处理模拟，直到试样发生断裂或设定的保温阶段结束为止，得到温度、应力等随时间的变化关系，用断裂温度‑断裂时间的曲线来表征材料再热裂纹敏感性。本发明直接在热模拟试验机上通过模拟焊接及应力松弛试验的方法来评价材料再热裂纹敏感性，整个试验过程非常接近实际情况，试验周期非常短，高效准确，试验时材料损耗少。本发明可用于各种焊接和应力模拟的工艺参数。在实际的再热裂纹敏感性预测中意义重大，具有进步性。

技术领域

本发明涉及一种应力松弛试验评价材料再热裂纹敏感性的方法。属于钢铁物理热模拟分析技术领域。

背景技术

近年来，随着压力容器向高压、深冷、高腐蚀、大型化等高参数的极端条件发展，为了满足越来越高的使用要求，焊后热处理已作为提高焊制压力容器产品质量的手段列入许多标准。而再热裂纹的产生，就是由于在焊后热处理或高温工作下，焊接残余应力松弛时产生的应变超过了热影响区粗晶区的塑形变形能力而产生的。所以设法反应出钢材粗晶区在残余应力释放温度范围的塑形或蠕变塑形，以定性或定量地评价钢种的再热裂纹敏感性显得很重要。

评定钢种再热裂纹敏感性的方法主要有以下几种：一是采用小铁研试样，在不同热处理温度下进行试验，但这种方法的精度很低，得到的数据往往误差较大，对实际焊后热处理的指导意义不是很大；二是采用插销试验，利用经过实际焊接的接头制作试样，在不同的载荷下进行试验得到一些定量的数据，但插销试验的缺点是试验周期长，试样加工难度大，对试验材料消耗比较大；三是利用物理模拟的方法，先模拟出焊接HAZ的组织状态，然后在不同热处理条件下经过高温拉伸试验直至试样断裂，用试样的断面收缩率变化来得到应力松弛敏感温度区间，申请号2016110298872公开的《大型球罐用调质高强钢应力松弛裂纹敏感性温度测量方法》就属于此类方法。但这种方法只能反应材料在高温时的抗应变能力，不能反应出材料在实际应力松弛过程中的恒应变条件下的应力松弛变形能力。

发明内容

为了更加全面真实的模拟再热裂纹产生的实际情况，缩短试验周期，减少试验时材料的消耗，本发明提供了一种应力松弛试验评价材料再热裂纹敏感性的方法，该方法可直接在Gleeble-3800真空腔内完成。

在热模拟试验机上通过对不同工艺参数的焊接热模拟，然后模拟在后续的热处理过程通过应力释放，试样被逐渐拉断，得到温度、应力等随时间的变化关系，用断裂温度-断裂时间的曲线来表征材料再热裂纹敏感性。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种应力松弛试验评价材料再热裂纹敏感性的方法，该方法直接在Gleeble-3800真空腔内完成焊接热模拟和应力松弛试验，具体包括以下步骤：

（1）在距钢板表面1/4厚度处两面横向取样，加工成中间为缩径段的长柱状试样；

（2）将热电偶焊接到试样的缩径段，热电偶点焊部位涂高温水泥防止热电偶脱落，试样加热温度不超过1200℃采用K型热电偶，超过1200℃采用R型热电偶；

（3）试样两端用螺帽拧住，安装在Gleeble-3800真空腔内；

（4）抽真空，当真空度达到2.0×10^-1τ以下时，充惰性气体保护；

（5）编写程序进行焊接热循环模拟，模拟出热影响区不同部位的组织，根据板厚的不同选择Rykalin2D或Rykalin3D模型；