X60管线钢疲劳特性的研究

摘要

利用2、4和14mm的X60钢紧凑拉伸试样进行同样应力水平、固定应力比(R=0.1)的疲劳裂纹扩展试验,揭示出高韧性管道钢的疲劳裂纹扩展存在显著的厚度效应.由于应力水平低,相应的离面应力也低,不足以导致分层开裂,因此,裂纹端部的三维应力约束随厚度增加而增大.4mm试样的疲劳裂纹速率远高于2mm试样,但厚度再增大,裂纹扩展速率不再有显著变化.进一步对表面裂纹试样进行疲劳裂纹扩展试验,并用勾线法纪录裂纹扩展情况.利用穿透裂纹的da/dN-ΔK曲线预测表面裂纹扩展,用2mm厚试样的数据控制裂纹表面长度的扩展,用14mm厚试样的数据控制裂纹底部沿厚度方向的扩展,得到了与表面裂纹扩展实验吻合很好的预测结果.