本發明涉及一種鋼的平面應變斷裂韌性的確定方法，將耐熱鋼樣品切割為不同厚度的耐熱鋼片；在耐熱鋼片的一側加工切口，獲得切口耐熱鋼片；在設定溫度下，獲得切口耐熱鋼片的載荷?位移曲線；根據載荷?位移曲線，獲得切口耐熱鋼片的臨界裂紋失穩擴展時的載荷；根據載荷獲得切口耐熱鋼片的斷裂韌性；將切口耐熱鋼片的厚度和斷裂韌性進行擬合，獲得切口耐熱鋼片的厚度、切口耐熱鋼片的斷裂韌性和耐熱鋼樣品的切口斷裂韌性值的關系式；根據關系式獲得耐熱鋼樣品的切口斷裂韌性值；根據耐熱鋼樣品的切口斷裂韌性值確定耐熱鋼樣品的平面應變斷裂韌性。本發明實現了小厚度的耐熱鋼平面應變斷裂韌性檢測的準確性，從而提高了耐熱鋼的生產安全性。

技術領域

本發明涉及鋼檢測技術領域，特別是涉及一種鋼的平面應變斷裂韌性的確定方法。

背景技術

中國的火電機組建設一直朝著高參數、大容量方向發展，隨之帶來的是對HR3C等高性能耐熱鋼的使用量在逐年增加。然而，大量的研究表明，HR3C鋼隨著服役時間的增加，韌性會快速下降，由此引發了不少HR3C爐管的早期失效事故。如何測算出服役態的HR3C鋼的平面斷裂韌性，以評估其裂紋狀態是否會對安全運行帶來重要影響，已經受到業界專家的關注。

材料抵抗裂紋擴展斷裂能力大小的韌性性能稱為斷裂韌性，用于表征材料阻止裂紋擴展的能力，在斷裂力學領域已得到廣泛應用。最主要的判據為K判據，包括應力場強度因子K_Ⅰ和斷裂韌性K_ⅠC兩個指標。裂紋體受力時，當K_Ⅰ≥K_ⅠC時，就會發生脆性斷裂，反之則不會。K_Ⅰ主要取決于裂紋的形態和深度。K_ⅠC是材料的力學性能指標之一，主要取決于材料的成分、組織等內在因素，與應力、裂紋等外在因素無關，對HR3C鋼而言主要取決于其組織結構。準確測算出HR3C鋼的K_ⅠC是評估其爐管安全運行的重要因素。

根據GB/T 4161-2007及GB/T 21143-2007標準的要求，用于測量斷裂韌性K_ⅠC試樣的尺寸滿足厚度大于45mm的條件要求，而實際使用的HR3C耐熱鋼管的壁厚一般小于20mm，不能符合上述尺寸。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種鋼的平面應變斷裂韌性的確定方法，提高了鋼的平面應變斷裂韌性的檢測準確性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種鋼的平面應變斷裂韌性的確定方法，包括：

將耐熱鋼樣品切割為不同厚度的耐熱鋼片；

在所述耐熱鋼片的一側加工切口，獲得切口耐熱鋼片；

在設定溫度下，獲得所述切口耐熱鋼片的載荷-位移曲線；

根據所述載荷-位移曲線，獲得所述切口耐熱鋼片的臨界裂紋失穩擴展時的載荷；

根據所述載荷獲得所述切口耐熱鋼片的斷裂韌性；

將所述切口耐熱鋼片的厚度和斷裂韌性進行擬合，獲得所述切口耐熱鋼片的厚度、所述切口耐熱鋼片的斷裂韌性和所述耐熱鋼樣品的切口斷裂韌性值的關系式；

根據所述關系式獲得所述耐熱鋼樣品的切口斷裂韌性值；

根據所述耐熱鋼樣品的切口斷裂韌性值確定所述耐熱鋼樣品的平面應變斷裂韌性。

可選地，所述耐熱鋼樣品為HR3C耐熱鋼管。

可選地，所述將耐熱鋼樣品切割為不同厚度的耐熱鋼片，具體包括：

將所述HR3C耐熱鋼管軸向切割為不同厚度的耐熱鋼片。

可選地，所述耐熱鋼片為長方體，所述耐熱鋼片的厚度為B，寬度為W，長度為L，其中，W＝2B，L＝4.2W。