材料的情况。
关键词：动态断裂韧性；预裂纹；示波冲击试验；低温；Q235钢
引言
低温压力容器往往需要在高压下实现油气的运输和储存，其内的介质大都为易燃易爆有毒的液态气体。压力容器在低温条件下表现出低温冷脆的特性，在实际工程中，经常遇到地震、爆炸、碰撞或运行过程中动载荷的冲击，其主要失效往往是由于疲劳裂纹的存在，引起低温脆性断裂。材料的动态断裂韧性KID为裂纹体在动载作用下的起裂韧性，是材料的韧性参数。动态断裂韧性可以弥补材料基本参数静态断裂韧性KIC没有考虑动载荷的影响的不足。
1 动态断裂韧性计算公式
2 低温Q345R动态断裂韧性实验
2.1 实验材料
低合金钢Q345R钢是GB150.2-2011标准中的典型压力容器用钢，具有较好的韧性和强度，是我国石油化工设备制造中使用量最大的一种钢用于制造各类中低压压力容器。
表1 Q345R钢板的化学成分（%）
2.2 试验方法
将试件加工成夏比冲击试样，具体尺寸为厚度B=10mm，宽度W=10mm；长度L=55mm；跨距S=40mm；切口角度为45°，切口长度为2mm，线切割一定深度，在此基础上预制一定长度的疲劳裂纹。根据标准ASTM E23-02a《金属材料缺口试样标准试验方法》提供的夏比V型缺口试样疲劳裂纹预制方法制备疲劳裂纹。为了研究预裂纹下夏比冲击试样测得的动态断裂韧性与标准夏比冲击试样测得的动态断裂韧性的关系，取预制裂纹和不预制裂纹2类夏比冲击试样进行低温条件下的动态冲击试验，同时，为了研究不同裂纹深度对动态断裂韧性的影响，裂纹比分别选择为=0.2，0.3，0.4，0.5四种。
表2 夏比动态冲击试验试件
将试样在液氮和酒精相混合到-40°C，并将试件放于其中浸泡一定时间直到试样温度与液体溫度接近一致时取出在3s内将其冲断。具体操作根据标准GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》中的步骤进行。文献[1]中使用ZBC2452金属摆锤冲击试验机在常温下进行冲击试验，示波冲击试验机的最大冲击速度均为V=5.23m/s。该试验机配有微型计算机， 能够自动记录下冲击时的载荷- 位移曲线或载荷- 时间曲线。
2.3 结果分析
由于不能进行实验，通过文献[1]中只得到了试件1、试件3的数据。
3 结论
综上所述，可以的出以下结论：
1、-40°C时，Q345钢试件0和试件3的动态断裂韧性分别为 =9.2 和 说明低温条件下，无预裂纹的标准夏比冲击试件要比预裂纹的夏比冲击试件的动态断裂韧性偏高。
2、-40°C，Q345R实验钢时在一定的裂纹深度范围内，测得的预裂纹夏比冲击试件的动态断裂韧性是稳定的，约为无预裂纹标准夏比试件的2.4倍。
3、疲劳裂纹的存在对低温压力容器的冲击断裂韧性的削弱很大。
参考文献
[1] 潘建华. 冲击载荷作用下压力容器用金属材料动态断裂行为的研究[D]，中国科技大学，2013.
[2]MAGUDEESWARAN G， BALASUBRAMANIAN V. Dynamic fracture toughness behavior of armor-grade Q&T steel weldments： effect of weld metal composition and micro structure [J]. Met.Mater.Int，2009，15（6）： 1017-1026.
[3] 姜风春，刘瑞堂，刘殿魁. 船用921A 钢动态断裂韧性测试研究[J]. 实验力学，1999，14（1）：96-101.
[4] 白新房，高怡斐. 钢的动态断裂韧性及止裂韧性的研究现状[J]. 物理测试，2005，23（4）：1-5.
[5] 王香云，尉世凯. 马氏体不锈钢焊接接头动态断裂韧性的研究[J]. 兵工学报，2007，28（8）：958-964.
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