一种高钢级大壁厚管线钢管屈服强度的测定方法技术

本发明专利技术公开一种简便易行且能够提高对高钢级大壁厚管线钢管屈服强度检测的稳定性和准确性的测定方法，包括对管线钢管取样、用锯床和铣床加工矩形横截面试样、用拉伸试验机将试样拉伸至断裂和分析计算管线钢的屈服强度Ｒｔ０．５，其特征在于：将加工后的试样先预拉伸至比例极限ＲＰ０．０１，将试样卸载后松开，重新夹持再拉伸至断裂。解决了目前管线钢规范ＡＰＩ?Ｓｐｅｃ．５Ｌ中采用冷压平方法测定管线钢管屈服强度的不稳定性，是高钢级大壁厚管线钢管屈服强度的一种全新测定方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种管线钢管屈服强度的测定方法，尤其涉及一种高钢级大壁厚管线 钢管屈服强度的测定方法。
技术介绍
金属拉伸试验所获得的强度和塑性数据，对于工程设计、材料的研制以及材质的 验收等都有很重要的价值。拉伸试验的屈服强度性能指标用拉伸试验机检测。根据API Spec. 5L《管线钢管规范》，对于不连续屈服的材料，可用ReL来表征其屈 服强度，而对于连续屈服的材料，用规定总延伸强度Rta5来表征其屈服强度，高钢级大壁厚 管线钢管即X70以上钢级、壁厚大于12mm的管线钢管，属于连续屈服的材料，目前普遍对高 钢级、大壁厚管线钢管屈服强度的测定采用冷压平法，此方法采用矩形横截面试样(俗称 板拉伸试样)，要求先对加工好的试样进行冷压平，再用拉伸试验机拉伸至断裂，分析计算 管线钢的屈服强度Rta5，由于试样采用冷压平的方式进行校平时，在压平的过程中会对材 料的应力状态产生影响，无论怎样压平试样都很难做到试样的完全压平以完全消除对材料 应力状态的影响，因此目前用这种方式测定规定总延伸强度Rta5数据分散度大，数据不稳 定。根据API Spec. 5L《管线钢管规范》，也可采用双肩圆拉伸试样测定其屈服强度，即 双肩圆拉伸法，双肩圆拉伸试样是试样部分经过机加工后为圆形横截面的试样。双肩圆拉 伸圆拉伸试验虽然可以比较真实的反映管线钢管的屈服强度，但如果管线钢管直径比较小 的话，则拉伸样坯的弯曲角度大，双肩圆拉伸试样不直，很难保证加工后的试样轴心是一条 直线，试验结果的准确性就值得商榷，同时双肩圆拉伸试样加工工序多。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种简便易行且能够提 高对高钢级大壁厚管线钢管屈服强度检测的稳定性和准确性的测定方法。本专利技术技术方案为该测定方法包括对管线钢管取样、用锯床和铣床加工矩形横截面试样、用拉伸试验机将试样拉伸至断裂和分析计算管线钢的屈服强度Rta5，其特征在于将加工后的试样先预拉伸至比例极限Rpatll,将试样卸载后松开，重新夹持再拉伸至断 m农。采用本专利技术的预拉伸至比例极限Rpatll板拉伸法，可以方便、准确的计算管线钢管 的屈服强度，且提高了测定数据的稳定性。解决了目前管线钢规范API Spec. 5L中采用冷 压平法测试管线钢管屈服强度的不稳定性，同时比双肩圆拉伸法更接近实际屈服强度，是 高钢级大壁厚管线钢管屈服强度的一种全新测定方法。附图说明图1为本专利技术全厚度带肩部的矩形横截面试样示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明以高钢级、大壁厚管线钢管X80为例，该钢管公称厚度为18. 4mm，与轧向成0°、 30°、45°方向各取450mmX450mm规格1块。试验编号规则如下首位数字为取样方向， “0”为与轧制方向成0°，“3”为与轧制方向成30°，“5”为与轧制方向成45°，第二位数字 为顺序号，每个方向钢管块各取3个试样，共9个试样，即01、02、03、31、32、33、51、52、53。采用预拉Rpatll板拉伸方法，具体步骤如下1)用锯床和铣床加工全厚度带肩部的矩形横截面试样；采用全厚度带肩部的矩 形横截面试样，加工方便且能完全代表产品的实际力学性能。试样如图1所示，其中，试样名义宽度为38. 1mm，名义厚度为18. 4mm，原始标距为 50mm，平行长度为70mm，试样总长度为430mm，夹持部分宽度为45mm。试样宽度方向进行 机加工，表面粗糙度Ra为3. 2 μ m。过渡圆弧R = 30mm处进行机加工，表面粗糙度Ra为 0. 8 μ m，其余尺寸均不进行机加工，并用分辨力为0. Olmm的千分尺测量试样实际原始厚度 a和原始宽度b。将试样固定在拉伸试验机上，设置拉伸试验机拉伸过程中各阶段拉伸速率，各阶 段拉伸试验机可自动识别，其中弹性阶段为2mm/min、Rp(非比例延伸强度)、Rdl(上屈服强 度)阶段为2mm/min，屈服阶段为2mm/min、屈服后为15mm/min。2)将试样预拉伸至比例极限Rpatll，然后将试样卸载后松开；非比例延伸强度Rp， 是指试样标距部分的非比例伸长达到的原始标距百分率时的应力，Rpacu表示规定非比例延 伸率为0. 01%时的应力。非比例延伸率较小的应力更多地表征材料的弹性极限抗力，而较 大的应力则更多地表征材料的微塑性变形抗力。所以采用试样预拉伸至非比例延伸率较小 的应力，不会影响屈服强度的试验结果，因为避免了由于管线钢管矩形横截面试样弯曲所 带来的在拉伸过程中由于展平所带来的附加变形。3)将试样重新夹持再拉伸至断裂；4)分析计算管线钢的屈服强度Rta 5。屈服强度Rttl 5计算公式为^。.5 = #，其中Ft。5为屈服强度Rttl5所对应的力，可ab从拉伸试验机得知，a为试样宽度，b为试样厚度。实测数据结果见表1，本专利技术的预拉Rpatll板拉伸法与冷压平法、双肩圆拉伸法试验结果对比表。从表1可以看出，采用本专利技术的预拉Rpatll板拉伸法，与冷压平法相比，测定结果 更加稳定，并且测定结果也接近双肩圆拉伸法的测定结果，而且从材料的实际使用看，预拉 Rpatll板拉伸法比双肩圆拉伸法能更真实的反映材料的实际屈服性能，更加科学、合理。表1试验结果对比表<table>table see original document page 5</column></row><table>权利要求，包括对管线钢管取样、用锯床和铣床加工矩形横截面试样、用拉伸试验机将试样拉伸至断裂和分析计算管线钢的屈服强度Rt0.5，其特征在于将加工后的试样先预拉伸至比例极限RP0.01，将试样卸载后松开，重新夹持再拉伸至断裂。2.根据权利要求1所述的管线钢管屈服强度的测定方法，其特征在于所述的预拉伸 至比例极限RPa(ll过程中，弹性阶段和Rp、!^阶段的拉伸速率为2mm/min。全文摘要本专利技术公开一种简便易行且能够提高对高钢级大壁厚管线钢管屈服强度检测的稳定性和准确性的测定方法，包括对管线钢管取样、用锯床和铣床加工矩形横截面试样、用拉伸试验机将试样拉伸至断裂和分析计算管线钢的屈服强度Rt0.5，其特征在于将加工后的试样先预拉伸至比例极限RP0.01，将试样卸载后松开，重新夹持再拉伸至断裂。解决了目前管线钢规范API Spec.5L中采用冷压平方法测定管线钢管屈服强度的不稳定性，是高钢级大壁厚管线钢管屈服强度的一种全新测定方法。文档编号G01N3/08GK101832893SQ200910010670公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日专利技术者吕丹, 孙绍广, 徐烽, 李阳, 杨承波, 苏洪英, 陈洪凯, 隋晓红, 黄国建 申请人:鞍钢股份有限公司 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高钢级大壁厚管线钢管屈服强度的测定方法，包括对管线钢管取样、用锯床和铣床加工矩形横截面试样、用拉伸试验机将试样拉伸至断裂和分析计算管线钢的屈服强度Ｒ↓［ｔ０．５］，其特征在于：将加工后的试样先预拉伸至比例极限Ｒ↓［Ｐ０．０１］，将试样卸载后松开，重新夹持再拉伸至断裂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏洪英，黄国建，隋晓红，吕丹，杨承波，徐烽，陈洪凯，李阳，孙绍广，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]