裂纹尖端张开位移(CTOD)是弹塑性断裂力学中重要参数,其大小直接反映了材料裂纹尖端抗开裂的能力,作为大厚度钢板低温断裂韧性的主要评定标准之一,应用广泛。本文在深入研究各规范对CTOD实验试样取样方向的规定后,依据规范BS7448:Part1:1991和API RP 2Z对某钢厂100mm厚API 2W Gr 60钢母材及热处理后母材进行-10℃、两种取样方式下的CTOD实验。结果表明所有试样实验结果均满足规范验收标准,但热处理降低了材料的韧性。对比不同取样方向下的实验结果,发现厚钢板母材中裂纹尖端在厚度方向上的抗开裂能力小于其在晶粒流动方向上的抗开裂能力,而在热处理后母材中表现正好相反,为CTOD实验中合理选取试样取样方向提供参考。
基于BS7910《金属结构缺陷可接受性评定方法指南》标准的高强钢焊接接头CTOD(crack tip opening displacement)值的评定方法可以有效克服各国规范CTOD允许值的差异,但是评定结果的保守度一直被关注.文中通过高强钢E47的CTOD试验测试数据,以有限元模拟辅助手段通过δ5法模拟得到裂纹尖端的真实应力.基于BS7910中的2A级评定方法,对失效评定曲线评估点的横坐标即载荷比进行修正.结果表明:修正后横坐标值小于1,评估点在失效评定曲线安全范围内,且修正后的评估点位置偏于安全.由临界韧度比确定的CTOD允许值δmin较修正前有明显降低,使基于失效评定曲线求CTOD允许值方法更为精确.
