高强度钢材Q460C断裂韧性低温试验

›› 2012, Vol. ›› Issue (03): 639-644.

高强度钢材Q460C断裂韧性低温试验

王元清¹, 林云², 张延年², 石永久¹

1. 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室, 北京 100084;
2. 沈阳建筑大学土木工程学院, 沈阳110168

收稿日期:2011-04-03 出版日期:2012-05-01
基金资助:
国家自然科学基金项目(51178244;50778102).

Test on the fracture toughness of high-strength steel Q460C at low temperature

WANG Yuan-qing¹, LIN Yun², ZHANG Yan-nian², SHI Yong-jiu¹

1. Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Education Ministry, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2. School of Civil Engineering, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, China

Received:2011-04-03 Online:2012-05-01

摘要/Abstract

摘要： 研究了高强度结构钢材低温下的断裂韧性特征。对厚度为14 mm的Q460C建筑钢材进行了裂纹尖端张开位移δ_m低温下的试验研究,并进行了试件断口电镜微观分析。结果表明-40 ℃下的Q460C三点弯曲试件断口呈明显的脆性断裂机制。Q460C钢材的δ_m值随温度降低呈下降趋势,与Q235、Q345、Q390钢材低温下的δ_m值比较,Q460C的值最低,即断裂韧性相对较差。同时,还对试验结果进行了Boltzmann函数拟合分析,得到其韧脆转变温度及变化规律。结果表明:Q460C高强度建筑钢材的低温冷脆特征明显。

关键词: 金属材料, 裂纹尖端张开位移, 低温试验, 韧脆转变温度

Abstract: The fracture toughness characteristic of the high-strength steel at low temperature was studied. The crack tip opening displacement δ_m of construction steel Q460C with thickness 14 mm was tested at low temperature, and its fracture appearance was analyzed microscopically by an electronic microscope. It was found that at temperature -40 ℃, the fracture of the 3-point bending specimen of steel Q460C shows an obvious brittle fracture mechanism. The δ_m value of steel Q460C tends to decrease with the temperature reduction, which is less than those of steels Q235, Q345 and Q390, so the steel Q460C is characterized by the poorest fracture toughness among them. A Boltzmann function fitting analysis was performed to the test data, and the ductile-brittle transition temperature and its Changing behavior were obtained. The results showed an obvious cold brittle characteristic of the high-strength construction steel Q460C.

Key words: metallic material, crack tip opening displacement, test at low temperature, ductile-brittle transition temperature

中图分类号:

TU391

王元清, 林云, 张延年, 石永久. 高强度钢材Q460C断裂韧性低温试验 [J]. , 2012, (03): 639-644.

WANG Yuan-qing, LIN Yun, ZHANG Yan-nian, SHI Yong-jiu. Test on the fracture toughness of high-strength steel Q460C at low temperature[J]. , 2012, (03): 639-644.

参考文献

[1] Pocock G. High strength steel use in Australia, Japan and the US［J］. The Structural Engineer, 2006,11:27-30.
[2] 施刚, 石永久, 王元清. 运用ANSYS 分析超高强度钢材钢柱整体稳定特性［J］. 吉林大学学报:工学版,2009,39(1):113-118. Shi Gang, Shi Yong-jiu, Wang Yuan-qing. Analysis on overall buckling behaviour of ultra-high strength steel columns by ANSYS ［J］. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2009,39(1):113-118.
[3] 武延民. 钢结构脆性断裂的力学机理及其工程设计方法研究. 北京: 清华大学, 2004. Wu Yan-min. Research for mechanism of brittle fracture of structural steel and its engineering design method. Beijing: Tsinghua University, 2004.
[4] 中华人民共和国国家技术监督局. GB50017-2003钢结构设计规范［S］. 北京: 中国标准出版社, 2003.
[5] 中华人民共和国国家技术监督局. GB/T21143-2007金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法［S］. 北京: 中国标准出版社, 2007.
[6] 中华人民共和国国家技术监督局. GB4161-2007金属材料平面应变断裂韧度K1C试验方法［S］. 北京:中国标准出版社, 2007.
[7] 武延民, 王元清, 江见鲸, 等. 低温下结构钢材裂纹尖端张开位移的变化规律［J］. 低温建筑技术,2004(1):1-3. Wu Yan-min, Wang Yuan-qing, Jiang Jian-jing, et al. The study on conditions of brittle fracture under low temperature for structural steels［J］. Low Temperature Architecture Technology,2004(1):1-3.
[8] 赵建平, 张秀敏, 沈士明. 材料韧脆转变温度数据处理方法探讨［J］. 石油化工设备, 2004, 33(4):29-32. Zhao Jian-ping, Zhang Xiu-min, Shen Shi-ming. On the method of data processing for ductile-brittle transition temperature［J］. Petro-chemical Equipment,2004,33(4):29-32.
[9] Wu Yan-min, Wang Yuan-qing, Shi Yong-jiu, et al. Effects of low temperature on properties of structural steels［J］. Journal of University of Science and Technology Beijing,2004,11(5):442-448.

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[14]	关庆丰, 李艳, 侯秀丽, 杨盛志, 王晓彤. 固溶态Mg-Gd-Y-Nd合金强流脉冲电子束表面改性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(4): 1200-1205.
[15]	马云海, 尚文博, 范雪莹, 高知辉, 佟金, 闫志峰, 常志勇. 仿骨β相磷酸三钙多孔生物陶瓷制备及降解[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(4): 1367-1374.

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