NB-T20292-2023核电厂用铁素体钢韧脆转变区参考温度 T0 的测试方法.docx
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1、IeS27.120.20F69MB中华人民共和能源行业标准NB/T202922023代苜NB.T20292-2014核电厂用铁素体钢韧脆转变区参考温度T0的测试方法Testncthifordeterminationofreferencetcnpcra1.urc.ToJbrferriticstee1.sintheducti1.e-to-britt1.etransitionrangefornuc1.earpowerp1.ants点击此处添加与国际标准致性程度的标识(报批稿)XXXXXX-XXix11x-xx-xx*.国家能源局发布目次WnIII范的I2规范性引用文件i3术语14符号和说明45试验原
2、理与试验方法概述56仪器与设备67试样的形状、尺寸和制备88断裂初度试验方法179断裂韧度的计算2210确定参考温度T。25I1.试脸报告30附录A(资料性附录)T。的估算精度31附录B(资料性附录To的拘束修正方法33附录C(资料性附录)可能不均匀的断裂初度数据样本的处理方法37附录D(资料性附录)通型缺口紧凑拉伸试样的加我规位移的计算45本文件按照GBb1.12020:标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则3的规定起草.本文件代杵NB.T20292-2014核电厂用铁素体钢恸脆转变区参考温度TO的测试方法,与NB.T20292-20M相比,除编班性修改外主要技术变化如下:T爰改
3、了笫5章“试脸深理与试脸方法概述”,增加了针对非均匀材料的试验嶙理和试验方法的小 修改了7.4“机加工缺11的设计”,修改了机加工缺口尺寸的要求:一修改7.10.2“预制疲劳裂纹的方法,修改疲劳裂纹扩展尺寸要求: 增加了&5.3“低于准好态加战速率的要求”; 增加了&5.4“高于准静态加载速率的要求”: 增加1106“材料的均匀性筛杳”;修改了9.6“异常假”,不再使用2%和98%的容许失效边界作为异常值的判断依据:T3改了第U章“试脸报告”.针财本标准的技术变化相应地修改对试验报告的要求:一用加了附录B1To的拘束修正方法”;增加了附录C“可能不均匀的断裂助度数据样本的处理方法”;增加了附录
4、D“百通型块口紧淡拉伸试样的加载线位移的计算”。本文件由能源行业核电标准化技术委员会提出.本文件由核工业标准化研究所归口.本文件起草单位:上海核工程研究设计院有限公司、华东理工大学、中广核工程有限公司、中国核动力研究设计院、生态环境部核与辖射安全中心、中国原子能科学研究院.本文件主要起草人:四昱涤、初起宝、贺贡彪、李辉、王栗熙、料明、包索根、惠虎、李培宁、仔福贞、尹长泉、罗英、房永刚、高晨、林虎.本文件于2014年6月首次发布,本次为第诙修仃。核电厂用铁素体钢韧脆转变区参考温度T的测试方法1殖BI本文件规定了核电厂用快素体制助地转变区参考温度To的测试方法.本文件适用于核电厂用规定室温型性延伸
5、强度为275Wa至825W%的铁素体钢,以及经过消除应力热处理、与母材抗拉强度的差伯不超过10%的焊缝金典的参考温度T(I的测定.2短范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的,凡是注口期的引用文件,仪所注11期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件.GB/T229-2020金应材料班比拦锤冲击试蛤方法GB/T4161-2007金属材料平面应变断裂切度KiC试脸方法GBA8170数值修的规则与极限数值的表示和判定GB/T12160金属材料单轴试睑用引伸计系统的标定GB/TI6R25.I静力或轴试胎机的检验第1部分:拉力和(或)压力试验机测力
6、系统的检验与校准GB/T21143-2014金属材料准加态断裂切度的统一试验方法GB/T22315金屈材料弹性模壮和泊松比试验方法3*下列术语和定义适用于本文件.铁索体钢fiticstee1.s一股是碳捌、低合金钢.或高合金制.典型的微观组织足铁素体和珠光体.也可以是贝氏体、回火贝氏体、回火马氏体,具有体心立方品格,其断裂韧度UJ以呈现韧性向解理脆性转变的特征.注:此定义并不意味着所有可能类型的跌素体纲已按本试验方法进行了分口函证.棚螭dti1.e-toitt1.eIransiticn随着温度卜降,铁粒体钢的断裂机理表现出强烈的变化:由适性断裂(孔洞萌生,长大聚合机制)转变为腌性断裂机制(穿品
7、解理),这柠切腑转变发生在相对较小的温度范围内。在这个温度范国内,几十扭氏度的晶度变化也可能导致M科中值断裂韧度有数倍的变化.此外,即使在同一-温度下测得的断裂物度数据也呈现高度的分散性.33c1.eavagefracture在正应力作用下产生的一种穿晶的脆性断裂,即断裂面沿一定的晶面(即解理面)分离.注:解理厮裂常见于体心立方和密持六方金妣及合金,低混、冲击坡荷和应力集,I嘴促使解理断裂的发生.面心立方金属很少发生解理断裂.3.babi1.iiy从同一试验温度下大限试样中1.机选择一个试样,当加投我荷达到特定的KjC时及达到此KjC之前发生失效的概率,3.7K的韦布尔分布WeibU1.1.d
8、istributionofKe三参数的韦布尔模型被用来描述在同一温度下KjC和累枳失效概率P之间的关系,如式(2)所示:P1=1.-exp-(Kjo-Kmin)(K三-Kmin)(2)式中:Kmin取20MPaVm;b韦布尔斜率,取4:Ko一韦布尔分布的尺度参fit见本标准3.8.3.8韦布尔分布的尺度参覆KoWeibu1.1.sca1.eparaacterK0式(2)中时应于632%的累积失效概率,W当P=0.632时,Kjc=Ko.尺度叁K。通过极大似然法对-组断裂物度数据拟合得到.见本标准第K)章的式(20)及式(21).3.9中值断裂韧度Ko(ima)三cdiantoughnessKc
9、(ad)同一温度下一组断裂韧度Kj数据的中伯,对应50%的累积失效概率,可根据式(3),由K。来确定:KPem)=K+(Ko-Kn)(InMMPaIm(3):Kmin取20MpaVrno3.IO断裂韧度主曲技MZerCurveoffracturetoughness在本方法中,IT尺寸试样(见“第4章符号和说明”中的nT说明)的中值断裂制度KJamM和试验显度T的关系曲线称为阍裂切度主曲线,可用式描述:Kpcmc)=30+70exp0.019(T-T0),MPam(4)式中:试骁温度,C;0参考温度,r.叁考温度T石reference(eneraureTIT尺寸试样的Kjame)等于100MPa
10、Cm时的试验温度。3.12容许失效边界to1.erancebounds给定聚枳失效概率P下的断裂觊度温度关系曲线.注I例如r力在许失效边界,以K8A&示,即为5、黑税失效奴卒时的断玄MJiIK制M度T变化的防界规(也见式(273.13审定过程CensoririRprocedure审定过程是指;a)各断裂切度KjC试验值的有效性判定:b)无效断裂切度并不完全舍弃,而是用某些断裂韧度上限值(称为止拟的断裂韧度值,dummyKjc)替代的过程,然后将这些替代的KjC数据和有效KJC数据一起同用于统计分析求解To.3.H裂纹突进POP-in在试脸的载荷位移曲线上出现不连续的情况,通常表现为位移的突然增
11、加伴随力降低.注:裂彼突进3*1JWI通常是,U以听得见的.是突然发生解理断裂起裂然后止裂的事件.试验记求的我荷位移曲发上该处显示H面若位价州加,我荷略行卜降但试样并未完全断裂,在这之后,试验idJM诚荷与位程续增大.4将,和说明本文件采用的符号和说明见衣I1符号和说明符号单位说明aom初始裂纹长度apem从机加工映门开始扩展的预制疲劳裂纹犷展的平均尺度afm按制假劳裂纹扩展最后阶段长度Bm试样理度BNm试样净厚度,对于侧面开槽的试样,两缺口根部之间的试样净理度Hom初始韧带长度=I-a。C0tn/N试样的初始柔度Cm/N第i次PUP-in发生后试样的菜度EMPa试验温度下的弹性模盘Jkjm1
12、J积分,困境若裂纹前缀,从裂纹的一侧表面到另一例表面的纹积分或面枳分,用以表征裂奴附修区域的局部应力应变场的强度Jekjm1廷性断裂初度,裂纹开始号定扩展时J的工程估计值KMPbin应力强度因子KminWm门槛断裂韧度,取20MPanKmax明m预制疲劳裂税时的增大应力强度因子Kf*Jm预制疲劳裂代扩展最后阶段的应力强度因子K的最大值KJcAaW(T1.)的关系,不同铁素体钢的KJdmcdXT-To)的关系曲戏是同一条曲畿,但不同铁索体钢的参考温度TO是不同的。因而,当测得了材料的参考ifi度T。值,即已获得该材料的IT试样在任一累积失效概率P时的断裂韧度KjC与温度T的关系曲线,如式(27)
13、所示。金考湿度TO的移动表征了某些因素导效的转变温度的变化,例如,由冶金损伤机制、辐照脆化、回火脆化等今致的韧脆游变湿度的变化.本标准采用-最弱造理论”将不【可厚度试样的断裂韧度伯换算成IT试样的断裂初度伯,见式(19),焊缝热影响区等不能按正文的方法进行试骁的宏观非均匀铁素体钢不适合用上述的三参数书布尔分布式描述其断裂韧度数据的分散性.例如,多道焊的焊接热影响区材料,其同部性能既不同于母村也不同于焊缱。厚截面钢在粘近表而附近的性能存在变化,可以通过金相分析签别材料中可能不均匀的区域,进步可通过硬度、激观现度和拉加性能测试比较这些区域的材料与母材的性ffe,106给出了评估断裂切度数据是否代表
14、了宏观均勺材料的筛资准则,据此可判断本标准正文的基于三参数书布尔分布的统计方法是否适用干这如断裂物度数据,如果断裂切度数据不满足10.6的箭杳准则,可以按附录C的方法评价试验材料的非均匀性并分析该材料的断裂制度数据在初脆转变区的分布,5.2 试方法徽建本试脸方法包含对预制唬劳裂纹的三点弯曲试样及紧凑拉伸试样进行断裂物位试验.在试验温度下,试样是发生解理断裂或发生裂蚊突进(PoPin)在试粉过程中,通过自动记录仪或计算机采集装捏记录救荷与缺口张开位移,计算出失稔时J积分假人并传化为等效的应力强度因子KjJ为了进行统计分析,对KjC数据要进行有效性限定。本标准提供了单谓度法和多温度法两种确定参考温
15、度To的方法.雎温度法应在单一温度T下重复进行断裂翎度试验,多温度法须iV.To50C区间内不止一个昂度下进行断裂初度试船.应发求选择中位断裂初度KSCmc)等于100MPaqm时的混度作为试蛤温度,本标准推荐了估算此试骁温度的方法。至少或亚六次成验。对于小试样,例如预制裂钗也比(PCVN)试样,可能要在To温度以下(对应的Ksc(me)明显小于100MPNm)进行试验。在这种情况卜.,如8.4规定所述需要额外增加试样的数愤.采用重复试验得到的一组K1.数据,按以下六步确定参考温度:a)bCdC1.按审定过程处理断裂初度K,见8.7.2、10.3.1、10.3.2及10.4.1;授过审定,非I
16、T试样的Kk数据转换成IT试样的断裂物度数据,见10.2;的情选择单温度法、多抽度法计算ToQ.见10.3及10.4:若ToO湎足有效性划定,则To=ToQ.见10.5;对焊维热影响区等材料的To或T。值按10.6处理,对材料的均匀性进行筋,,若不满足10.6.2的箍杳准则,可按照附录C酌情选择合适的方法处理代表非均匀材料的断裂切度数据,确定相应的参考温度伯并可以绘制断裂制度主曲战和容许失效边界曲战,依据选择的处理方法,可对断裂韧度数据均匀性作进一步评价;n若满足10.6.2的崎杳准则,地于To值可以绘制出材料的断裂WJ度主画戏和容许失效边界曲线,见式和式(27)6仪与设备6.1 溺试仪的精度
17、需要测H做加在试样上的战荷和加税线位移,以便获得作用在试样上的功。栽荷与加税线位移可通过计算机记录,计整机的数字信号分税率应分别至少为我荷传监器信号加程的4000和位移传感器信号技程的I/32000.6.2 *拉伸C(T)试样用夹具紫潴拉伸Cen试样加栽时使用的开行平底借孔的U形钩,共设计方案推荐冬考GB门.41612007的I5D.2.U形构和加毂俏应当由足轮强度的钢制成.Se度大于40HRC或试样BS度,取其大者.以使压热只产生弹性变形.6.3 三点曲SE(B)试样夹J1.GB,T4161-27的图D.1提供了种适用于三点弯曲试验的固定夹具的设计方案.此设计考虑了在试验过程中,支承鞋可以旋
18、转,以尽出减少愫撩力的影响.固定装况和支承较应由高硬度铜制成(硬度大JFoHRC或忒样硬度,取其大者).6.4 K*拉伸C(T)试样用位移引伸计本标准需要测Ht位移.以通过试验记录的JR荷-位移曲线下包围的面枳(测成所做的功)ft定积分tft.参考本标准推荐的力.法选取试蛤温度时,测出枪态裂纹扩展量并不正要,般花失枪之前不会发生明显的秘态裂纹犷展,不过,作为补充信息,建议测业试样断口上的粗态裂笈扩展长度,结果可附在报告中。在测Ii1.稳态裂纹扩展时主要推荐用卸敦柔度法,参见GB,T21143-2014.裂纹扩展的测员也可以采用其它技术,如电位法,但是应注意在低温卜试货时,避免试样受热.推荐测品
19、紧凑拉种C(T)试样的加载注位移来确定J积分例.但是,也可测累儿离加我线0.25W的前端面处的位移.再按7.I所推荐的方法利其转换狭得加税线处的位移.用于测定缺口张开位移和施力点位移的引伸计应按GBrr121602019的规定进行校准,并应至少达fJ1.S,准确度达到1%.6.5 三点曲SE(B)K律用位移引伸计SE(B)试样位移引伸计有两种安装方法.在加就线的刀口上安装引伸计,测一加载线位移,主要用子计算J积分。如果能够根据夹具的并性柔度扣除额外的位移,也可以茶干加/线位移的弹性柔度计算裂纹尺寸.也可采用裂纹嘴的刀1上安装引伸计,测M裂纹嘴张开位移(CMOD)来确定J枳分的;B性分量Jp.但
20、是.此时应使用专门适用于餐纹嘛张开位移的11因子.按照9.3描述的方法来计算JP-不建议采用由裂纹琳张开位移推算加坡线位移的方法.用伸计的校准按6.4要求.所用的引伸计不应对温度版(.6.6 W试聆应谡在符合GBJT16825一2008中的-级要求的试脸机上进行.施加的戕荷通过传照翳测该传感器的信噪比应小产它佰号范假的1/2000。年12个月应按照GBb16825.1对力传感器进行校於6.7 g试样的温度用热电隅导线和电位计进行测fit.推荐将两个耕电隅金期纹分开贴在试样的表面上.可以采用焊接,加点焊.或机械的方丈粘贴,例如怙孔、用坚固的机械夹桥装置囿定.采用机械粘贴的方式应脸证其具付相当的湿
21、改测旧精度.将热电偶金属理分别贴在试样农面上目的是使测试材料成为热电隅电路的一部分(见824).温度测鼠的准确度应在实际温度的上下3C以内,试样溺度测敏的蜜显性在20C以内.测啾的新确度应在IC或更好.为确保达到试验所要求的测温准确度,曷僮刈敏仪器应每6个月校验一次.7试样的形状、尺寸和制备7.1 紧凑拉伸C(T)试样三种推荐的紧凑拉伸试样的设计如图1所示。图1(b)、(C)所示的两种试样的设计主要考虑能够测M加载城位移,为在加载线位置上设置刀口预刷了空间,当来用图Ma)中的内通型缺口紧黑拉伸试样,在其前端面处(距离加载线0251的瞿纹嘴处)测量位移时,可通过测量值乘以常数0.73得到加载线位
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