不同温度下低合金钢的断裂韧性评价及材料性能适配选优模型
童第华1
徐誉浩2
黄研清3
周松4
安金岚3
钱昭兴2
1.中国航发北京航空材料研究院,北京 100086;航空材料检测与评价北京市重点实验室,北京 100086;中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室,北京 1000862.沈阳航空航天大学 机电工程学院,沈阳 110136;飞行器快速试制技术研究教育部重点实验室,沈阳 1101363.沈阳航空航天大学 航空制造工艺数字化国防重点实验室,沈阳 1101364.沈阳航空航天大学 机电工程学院,沈阳 110136;沈阳飞机设计研究所,沈阳 110135
摘要：[目的]核电用低合金钢长期服役于高温重载环境,现有断裂韧性评价方法缺乏量化断口形貌的数学手段,且未建立综合多性能参数的服役温度选优方法,因此,开展了不同温度下低合金钢断裂韧性评价及性能适配选优研究.[方法]首先,依据ASTM E8/E8M-22、ASTM E21-20及ASTM E1820标准,开展23、50、350℃条件下的拉伸与断裂韧性试验,获取材料力学性能与断裂韧性数据;其次,采用光学显微镜与扫描电子显微镜,分析不同温度下材料显微组织与断口形貌的变化规律;然后,提出韧-脆转换区域长度比作为断裂韧性的新评价指标,建立其与断裂韧性的量化关系;最后,构建考虑断裂韧性、有效屈服强度和断后延伸率的适配性(Fracture toughness-yield strength-Elongation,FYE)选优模型,求解最优服役温度.[结果]结果表明,当温度从23℃升高至350℃时,低合金钢断裂韧性平均值由0.703 9 kJ·mm1/2降低至0.431 6 kJ·mm1/2;铁素体含量降低、贝氏体含量升高,位错阻碍作用减弱是断裂韧性下降的主要机制;韧-脆转换长度比与断裂韧性呈指数关系,可快速预测材料断裂韧性;FYE选优模型计算得到最优服役温度为130℃,为核电关键部件设计提供参考.
关键词：低合金钢断裂韧性韧-脆转换区域长度比FYE选优模型
分类号：TG113.25(金属学与热处理)
论文发表日期：2026-07-31
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 85-93 )
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