A p likovate ln o s t ko nce p ce „mas ter“ k ř i v k y pro h o dn o cení l o m ové h o u žev nato s ti C- M n o ce li na o dlitk y
I . D l o uhý – L . Válka
the lower frac ture toughness values of the cast steel examined. The temperature dependence of the frac ture toughness has been also evaluated using exponential fit. The resulting frac ture toughness cur ve was almost similar to the cur ves obtained by using master cur ve concept.
Applicability of the “master” curve concept for evaluating the fracture toughness of the C-Mn cast steel
Ú vo d
Received: 15.04.2016 Accepted: 25.04.2016 669.141.25 : 539.55 cast steel—fracture toughtness
The frac ture toughness transition behaviour of C- Mn cast steel has been examined in the temperature range −140 °C to − 40 °C. The master cur ve concept has been applied to evaluate the temperature dependence of median cur ve K J c (m e d ) and the upper and lower tolerance bound, respec tively. The reference temperature T 0 has been estimated as − 88 °C using six 1T SENB specimens. It is demonstrated that all the cleavage initiated fracture toughness result s meeting the validit y condition lay inside the scat ter band given by 5% and 95% tolerance bounds. A s no frac ture toughness data fall below the 5% tolerance bound, this curve can be taken as that one determining
prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc. V U T v B r n ě, Fa ku l t a s t r o j n í h o i n ž e n ý r s t v í , Ú s t a v m a t e r i á l o v ý c h v ě d a i n ž e n ý r s t v í; N E T M E Ce n t r e | B r n o U n i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y, D e p a r t m e n t o f M a t e r i a l S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g
Ing. Libor Válka, CSc. V U T v B r n ě, Fa ku l t a s t r o j n í h o i n ž e n ý r s t v í , Ú s t a v m a t e r i á l o v ý c h v ě d a i n ž e n ý r s t v í; N E T M E Ce n t r e | B r n o U n i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y, D e p a r t m e n t o f M a t e r i a l S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g
Posuzování mezního stavu křehkého porušení různých komponent a zařízení vyžaduje znalost odolnosti oceli proti křehkému porušení. Pro toto posuzování se v podstatě používají dva přístupy: teplotně tranzitní přístup (podléhá-li ocel tranzitnímu chování) a přístup vycházející z mechaniky lomu. První z těchto přístupů hodnotí odolnost proti křehkému porušení podle tranzitních teplot, pro jejichž stanovení se používají nejrůznější typy zkušebních těles a způsoby zkoušení. Praxe ukázala, že tento v podstatě empirický přístup má omezenou využitelnost. Bylo prokázáno, že většina křehkých lomů byla iniciována z defektů, které existovaly v konstrukci buď po výrobě, případně vznikly za provozu. Proto dnes, zejména u náročných zařízení (např. u tlakových nádob) se pro posuzování odolnosti proti iniciaci křehkého lomu používá aparát lomové mechaniky. Aplikace lomově mechanických přístupů však vyžaduje exaktní znalost lomové houževnatosti stanovené experimentálně a v případě ocelí s tranzitním chováním určení její teplotní závislosti. Zatímco metodika měření lomové houževnatosti je již solidně propracována a postupně došlo i k určité unifikaci norem [1], vymezení tranzitní oblasti a kvantitativní vyhodnocování průběhu a rozptylu lomové houževnatosti v tranzitní oblasti je ve stadiu vývoje, v poslední době zejména v souvislosti s aplikacemi dvouparametrového přístupu v lomové mechanice [2]. Pro hodnocení teplotního průběhu a rozptylu lomové houževnatosti v tranzitní oblasti kromě některých starších přístupů (např. koncepce referenční křivky ASME [3]) existuje v podstatě: – možnost proložení exponenciální funkce teplotní závislostí platných hodnot lomové houževnatosti v tranzitní oblasti, mj. např. použité v dřívější normě ČSN 42 0347 (Příloha I) [4]. S ohledem na výrazný rozptyl lomového chování oceli v tranzitní oblasti vyžaduje zpracování dat statistické přístupy, v tomto případě obvykle vycházející z logaritmicko-normálního rozdělení; – koncepce univerzální (master) křivky zavedené K. Wallinem [5], [6], využívající Weibullovy statistiky, posléze rozpracované v normě ASTM E1921-14 pro praktické použití [7]. Samotný přístup je předmětem intenzivního zájmu lomově mechanické komunity, o čemž svědčí četné aktualizace uvedené normy. Podle druhé z uvedených koncepcí lze teplotní průběh lomové houževnatosti K Ic, K Jc zjištěných na tělesech tloušťky 1T s hlubokou trhlinou (a/W ~ 0,5) a porušujících se za podmínek malé plastické zóny u čela trhliny, stav SSY, popsat univerzální křivkou (master curve). Univerzální křivka je křivka udávající S l é vá re ns t v í . L X I V . k v ě te n – č e r v e n 2016 . 5 – 6
167
O D B O R N É R ECEN ZOVA N É ČL Á N K Y
Aplikovatelnost koncepce „master“ křivky pro hodnocení lomové houževnatosti C-Mn oceli na odlitky