專利名稱：焊縫高溫強度及其缺口敏感性測試試樣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國電カエ業(yè)的發(fā)展，許多高參數(shù)大容量火電機組相繼投入運行，電站高溫高壓蒸汽管道廣泛采用高合金鋼，如P91、P92等等，這些高合金鋼蒸汽管道焊縫的強度、安全性、可靠性以及使用壽命一直是國內(nèi)外設(shè)計、制造、運行、檢修、監(jiān)瞀檢驗人員十分關(guān)注的問題。隨著高溫長期運行，焊縫金屬的安全性問題日益突出。主要表現(xiàn)在隨著高溫長時間運行，其高溫強度的下降及焊縫金屬對缺ロ的敏感性問題。研究和掌握焊縫金屬在高溫長時作用下性能變化規(guī)律，對保證高溫金屬部件的安全運行具有重要的理論價值和實際意義。 為獲得焊縫金屬高溫長時運行后性能變化規(guī)律，需要對焊縫金屬進行高溫長時拉伸性能試驗。目前現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法，試樣主要有圓形試樣、板型試樣及整管拉伸試樣，測試段截面積通常恒定不變。如圖I所示，圖I為常規(guī)板狀持久拉伸試樣實物結(jié)構(gòu)示意圖。對于焊縫來講測試段應(yīng)包括焊縫、熱影響區(qū)及母材，由于焊縫金屬強度遠高于母材及熱影響區(qū)，尤其是P91鋼焊縫，常規(guī)拉伸試樣一般均斷在焊縫熱影響區(qū)，測得的焊接接頭強度實際上是焊縫熱影響區(qū)強度，而焊縫金屬真實性能很難測得。電站高溫高壓蒸汽管道焊縫性能影響其安全運行，為研究焊縫金屬性能，通常需要對焊縫金屬進行性能檢測，常規(guī)的拉伸，包括常溫拉伸、高溫拉伸及持久強度等試驗方法，測試段橫截面積一般恒定不變，由于焊縫強度遠高于母材及熱影響區(qū)，試樣大多斷在熱影響區(qū)，焊縫金屬的橫向性能無從得知。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，其目的是為了提供一種測試方法保證拉伸試樣斷在焊縫區(qū)域，從而測得焊縫金屬強度及焊縫金屬的缺ロ敏感性。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，包括兩端粗，中間細的長條形狀試樣，兩端為夾持端，中間為測試段。所述試樣兩端的夾持端向中間測試段方向設(shè)有向內(nèi)凹進的圓滑過渡段，測試段上設(shè)有缺ロ。所述的缺ロ開在測試段的ー側(cè)。所述的缺ロ開在焊縫金屬上。所述的缺ロ設(shè)在測試段的中間位置。所述的被試樣品為矩形結(jié)構(gòu)，夾持端的試驗寬度為24mm，單邊長度為20mm，中心測試段長度為35-45mm,厚度為3mm,測試段中間缺ロ深2mm,寬2mm,長度等于被試試樣品的厚度。[0012]優(yōu)點及效果本實用新型是ー種焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，由于在試樣上加設(shè)了一種變截面帶缺ロ試樣，將缺ロ開在焊縫金屬部分，它能保證試樣斷在焊縫金屬內(nèi)，并能測得焊縫金屬強度及其對缺ロ的敏感性。因為焊縫根部難免存在未焊透等缺陷，焊縫金屬強度及其對缺ロ的敏感性的測量可為評估焊縫在高溫高壓下長期運行的安全性提供依據(jù)。解決了傳統(tǒng)試樣無法測量焊縫強度及焊縫缺ロ敏感性等問題，該試樣加工簡單，試驗過程與常規(guī)拉伸試驗方法基本一祥。該項實用新型填補了該技術(shù)領(lǐng)域的空白，具有較大的社會效益和經(jīng)濟效益。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型作進ー步詳細的說明。圖I為常規(guī)板狀持久拉伸試樣實物結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2本實用新型所做的帶缺ロ持久拉伸試樣實物結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本實用新型采用的試驗裝置原理圖；圖4本實用新型所做的高溫長時拉伸試驗試樣缺ロ處試驗應(yīng)カ為350MPa實物結(jié)構(gòu)示意圖；圖5本實用新型所做的高溫長時拉伸試驗試樣缺ロ處試驗應(yīng)カ為290MPa實物結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本實用新型所做的高溫長時拉伸試驗試樣缺ロ處試驗應(yīng)カ為250MPa實物結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中測試段I，夾持端2，缺ロ 3，調(diào)平裝置4，杠桿機構(gòu)5，加載裝置6，溫度測量與溫度控制7，試樣夾頭8，試樣9，高溫加熱爐10。
具體實施方式
實施例I :本實用新型是焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，如圖2所示，本實用新型所述試樣9為長條狀和常規(guī)持久試樣相同，兩端粗，中間細的結(jié)構(gòu)；兩端為夾持端2，中間為測試段1，兩端的夾持端2向中間測試段I方向為向內(nèi)凹進的圓滑過渡段，其中的測試段I的中部設(shè)有缺ロ 3。本實用新型的帶缺ロ試樣焊縫性能測試試樣，其試驗操作步驟與常規(guī)高溫長時拉伸試驗方法相同，不同之處在于試樣制作，如圖2所示，本實用新型的試樣為長條板型，兩端為夾持段和常規(guī)持久試樣相同，中間為測試段，兩段之間設(shè)有圓滑過渡段，其中的測試段為帶缺ロ的矩形外型，缺ロ開在焊縫金屬上。本實用新型所述的試樣為矩形片狀，夾持端試驗寬度為24mm，單邊長度為20mm，中心測試段長度為35_45mm,厚度為3mm,中間缺ロ深2mm,寬2mm,缺ロ長度等于試樣厚度。如圖3所示，利用本實用新型試樣所做試驗在常規(guī)高溫拉伸試驗機上完成，通過焊縫帶缺ロ試樣、母材帶缺ロ試樣等在同一溫度不同應(yīng)カ下的斷裂時間，測量焊縫性能及焊縫缺ロ敏感性。試驗時,將試樣9夾在高溫加熱爐10中的試樣夾頭8上，加熱爐兩端用保溫材料密封，調(diào)整調(diào)平裝置4使試樣調(diào)至加熱爐10的中部，接通電源升溫，通過溫度測量與溫度控制7將試驗溫度升至試驗溫度540°C，并保持恒溫。當(dāng)溫度達到試驗溫度后，通過杠桿機構(gòu)5及加載裝置6進行加載，加載完成后再調(diào)整調(diào)平裝置4使試樣保持在加熱爐10的中部。在540°C下做長時拉伸試驗，直至試樣拉斷，計算斷裂時間，得出應(yīng)カ與斷裂時間的對應(yīng)關(guān)系。實施例2 采用矩形截面P91焊縫試樣，測試段試樣截面尺寸為7 X 3mm，缺ロ開在焊縫上，開ロ深2mm、開ロ寬2mm。試驗溫度為540°C，4個試樣缺ロ處試驗應(yīng)力分別是364MPa、350MPa、290MPa、250MPa，試樣斷裂時間分別是0、20、1582、9600小時，如圖4至圖6所示。采用矩形截面P91母材試樣，測試段試樣截面尺寸為7 X 3mm，缺ロ開在測試段中部，開ロ深2mm、開ロ寬2mm。試驗溫度為540°C，2個試樣缺ロ處試驗應(yīng)力分別是350MPa、250MPa，試樣斷裂時間分別是10、4220小時。比較可見，試驗應(yīng)カ為350MPa及250MPa的P91焊縫試樣在540°C下其斷裂時間是P91母材試樣的2倍以上，可見在540°C下，缺ロ處焊縫強度高于母材，在高溫下(540°C)焊縫缺ロ敏感性比母材低。試驗結(jié)果詳見表I :P91焊縫及母材V型缺ロ試樣高溫(540°C)長
時拉伸試驗結(jié)果。
權(quán)利要求1.焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，包括兩端粗，中間細的長條形狀試樣，兩端為夾持端(2)，中間為測試段(1)，其特征是兩端的夾持端(2)向中間測試段(I)方向設(shè)有向內(nèi)凹進的圓滑過渡段，測試段(I)上設(shè)有缺ロ( 3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，其特征是所述的缺ロ( 3 )開在測試段(I)的ー側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，其特征是所述的缺ロ(3)開在焊縫金屬上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，其特是所述的缺ロ(3)設(shè)在測試段(I)的中間位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊縫高溫強度及其缺ロ敏感性測試試樣，其特征是所述的試樣為矩形結(jié)構(gòu)，夾持端(2)的試驗寬度為24mm,單邊長度為20mm,中心測試段(I)長度為35-45mm,厚度為3mm,測試段(I)中間缺ロ(3)深2mm,寬2mm,長度等于被試試樣品的厚度。
專利摘要本實用新型涉及一種焊縫高溫強度及其缺口敏感性測試試樣，屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型包括兩端粗，中間細的長條形狀試樣，兩端為夾持端，中間為測試段。所述試樣兩端的夾持端向中間測試段方向設(shè)有向內(nèi)凹進的圓滑過渡段，測試段上設(shè)有缺口。本實用新型由于在試樣上加設(shè)了一種變截面缺口，因此能保證試樣斷在焊縫金屬內(nèi)，并能測得焊縫金屬強度及其對缺口的敏感性。解決了傳統(tǒng)試樣無法測量焊縫強度及焊縫缺口敏感性等問題，該試樣加工簡單，試驗過程與常規(guī)拉伸試驗方法基本一樣。該項實用新型填補了該技術(shù)領(lǐng)域的空白，具有較大的社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號G01N1/28GK202599726SQ20122019664
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者張艷紅 申請人:東北電力科學(xué)研究院有限公司, 遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司