ASTM E1921 – 20: PHƯƠNG PHÁP THỬ TIÊU CHUẨN ĐỂ XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ CHUẨN, TO, ĐỐI VỚI THÉP FERRITIC TRONG DẢI CHUYỂN TIẾP

  1. Ý nghĩa và sử dụng

1.1 Độ dẻo dai khi đứt gãy được biểu thị bằng hệ số cường độ ứng suất dẻo đàn hồi, KJC, suy ra từ tích phân J được tính toán khi đứt gãy.

1.2 Thép Ferritic không đồng nhất về mặt tế bào đối với hướng của các hạt riêng lẻ. Ngoài ra, ranh giới của hạt có các đặc tính khác biệt với ranh giới của hạt. Cả hai đều chứa cacbua hoặc tạp chất phi kim loại có thể hoạt động như vị trí tạo mầm cho các vết nứt nhỏ phân cắt. Vị trí ngẫu nhiên của các vị trí tạo mầm như vậy đối với vị trí của mặt trước vết nứt biểu hiện như sự thay đổi của độ dẻo dai đứt gãy liên quan (13). Điều này dẫn đến sự phân bố các giá trị độ dai đứt gãy có thể phù hợp để xác định đặc tính bằng cách sử dụng các phương pháp thống kê trong phương pháp thử nghiệm này.

1.3 Các phương pháp thống kê trong phương pháp thử này giả định rằng tập dữ liệu đại diện cho vật liệu đồng nhất về mặt vĩ mô, sao cho vật liệu thử nghiệm có cả đặc tính kéo và độ dai đồng nhất. Việc đánh giá độ dai đứt gãy của các vật liệu không đồng đều không thể tuân theo các quy trình phân tích thống kê được sử dụng trong phương pháp thử này. Ví dụ, mối hàn nhiều đoạn có thể tạo ra các vùng bị ảnh hưởng nhiệt và giòn với các đặc tính cục bộ khá khác biệt so với vật liệu dạng khối hoặc vật liệu hàn. Thép mặt cắt dày cũng thường thể hiện một số thay đổi về đặc tính gần bề mặt. Phân tích kim loại học có thể được sử dụng để xác định các vùng không đồng đều có thể có trong vật liệu. Sau đó, các vùng này có thể được đánh giá thông qua thử nghiệm cơ học như độ cứng, độ cứng siêu nhỏ và thử nghiệm kéo để so sánh với vật liệu rời. Cũng nên đo tính chất dẻo dai của các vùng không đồng đều này khác biệt với vật liệu dạng khối. Mục 10.6 đưa ra tiêu chí sàng lọc để đánh giá liệu tập dữ liệu có thể không đại diện cho vật liệu đồng nhất về mặt vĩ mô hay không, và do đó, có thể không phù hợp với các quy trình phân tích thống kê được sử dụng trong phương pháp thử nghiệm này. Nếu bộ dữ liệu không đạt tiêu chí sàng lọc trong 10.6, thì tính đồng nhất của vật liệu và độ dẻo dai khi đứt gãy của nó có thể được đánh giá chính xác hơn bằng cách sử dụng các phương pháp phân tích được mô tả trong Phụ lục X5.

1.4 Sự phân bố dữ liệu KJc từ các phép thử lặp lại có thể được sử dụng để dự đoán sự phân bố của KJc đối với các cỡ mẫu khác nhau. Suy luận lý thuyết (9), được xác nhận bởi dữ liệu thực nghiệm, cho thấy rằng độ dốc Weibull cố định là 4 áp dụng cho tất cả các phân phối dữ liệu và do đó, độ lệch chuẩn trên phân tán dữ liệu có thể được tính toán. Hiệu ứng phân phối dữ liệu và kích thước mẫu được đặc trưng bằng cách sử dụng hàm Weibull được kết hợp với thống kê liên kết yếu nhất (14). Giới hạn trên về mất mát hạn chế và giới hạn dưới về nhiệt độ thử nghiệm được xác định giữa các thống kê liên kết yếu nhất có thể được sử dụng.

1.5 Các kết quả thực nghiệm có thể được sử dụng để xác định đường cong tổng thể mô tả hình dạng và vị trí của độ dai đứt gãy ở nhiệt độ chuyển tiếp KJc trung bình đối với mẫu 1T (15). Đường cong được định vị trên abscissa (tọa độ nhiệt độ) bằng nhiệt độ chuẩn xác định bằng thực nghiệm, To. Sự thay đổi nhiệt độ chuẩn là thước đo của sự thay đổi nhiệt độ chuyển tiếp gây ra, ví dụ, do cơ chế hư hỏng luyện kim.

1.6 Giới hạn dung sai trên KJc có thể được tính toán dựa trên lý thuyết và dữ liệu chung. Để có thêm chủ nghĩa bảo thủ, một phần bù có thể được thêm vào giới hạn dung sai để che đi độ không đảm bảo liên quan đến việc ước tính nhiệt độ tham chiếu, To, từ một tập dữ liệu tương đối nhỏ. Từ đó, có thể áp dụng điều chỉnh lề cho To dưới dạng sự thay đổi nhiệt độ tham chiếu.

1.7 Đối với một số vật liệu, đặc biệt là những vật liệu có độ cứng biến dạng thấp, giá trị của To có thể bị ảnh hưởng bởi kích thước mẫu thử do mất một phần giới hạn đầu vết nứt (5). Khi điều này xảy ra, giá trị của To có thể thấp hơn giá trị nhận được từ tập dữ liệu gồm các giá trị KJc được lấy từ các mẫu lớn hơn.

1.8 Như đã thảo luận trong 1.3, có sự sai lệch được mong đợi giữa các giá trị To như là một hàm của loại mẫu vật chuẩn. Độ lớn của độ chệch có thể tăng tỷ lệ nghịch với khả năng làm cứng biến dạng của vật liệu thử nghiệm tại một cường độ chảy nhất định, khi giới hạn vết nứt trung bình của tập dữ liệu giảm (16). Trung bình, giá trị To thu được từ mẫu C (T) cao hơn giá trị To thu được từ mẫu SE (B). So sánh ước tính tốt nhất chỉ ra rằng sự khác biệt trung bình giữa các giá trị C (T) và SE (B) -derived To là xấp xỉ 10 ° C (2). Tuy nhiên, tập dữ liệu C (T) và SE (B) riêng lẻ có thể hiển thị sự khác biệt lớn hơn nhiều Đối với (3, 17, 18) hoặc giá trị SE (B) Tới có thể cao hơn giá trị C (T) (2). Mặt khác, so sánh các tập dữ liệu nhỏ, riêng lẻ có thể không nhất thiết cho thấy xu hướng trung bình này. Tập dữ liệu có chứa cả mẫu C (T) và SE (B) có thể tạo ra Kết quả nằm giữa các giá trị Đến được tính bằng cách chỉ sử dụng mẫu C (T) hoặc SE (B).

2. Phạm vi

2.1 Phương pháp thử này bao gồm việc xác định nhiệt độ chuẩn, To, đặc trưng cho độ dẻo dai khi đứt gãy của thép ferit mà bắt đầu nứt phân cắt ở độ không ổn định KJc đàn hồi hoặc dẻo đàn hồi, hoặc cả hai. Các loại thép ferritic cụ thể (3.2.2) được đề cập là những loại có cường độ chảy từ 275 đến 825 MPa (40 đến 120 ksi) và kim loại hàn, sau khi ủ giảm ứng suất, có độ bền 10% hoặc ít hơn không phù hợp so với của kim loại cơ bản.

2.2 Các mẫu thử được bao phủ là các thanh uốn cong có khía một cạnh được gia công trước chống mỏi, SE (B), và các mẫu thử chịu lực nén tiêu chuẩn hoặc hình đĩa, C (T) hoặc DC (T). Nên sử dụng một loạt các kích thước mẫu thử với kích thước tương xứng. Kích thước dựa trên tỷ lệ là độ dày của mẫu.

2.3 Giá trị KJc trung bình có xu hướng thay đổi theo loại mẫu thử ở nhiệt độ thử nghiệm nhất định, có lẽ là do sự khác biệt hạn chế giữa các mẫu thử nghiệm cho phép trong 1.2. Mức độ biến thiên KJc giữa các loại mẫu được dự đoán về mặt phân tích là một hàm của đặc tính dòng vật liệu (1) 2 và giảm khi tăng khả năng làm cứng biến dạng đối với vật liệu có độ bền chảy nhất định. Sự phụ thuộc KJc này cuối cùng dẫn đến sự khác biệt trong các giá trị To được tính toán như một hàm của loại mẫu cho cùng một vật liệu. Giá trị To thu được từ mẫu C (T) được kỳ vọng sẽ cao hơn Giá trị To thu được từ mẫu SE (B). So sánh ước tính tốt nhất của một số vật liệu chỉ ra rằng sự khác biệt trung bình giữa các giá trị C (T) và SE (B) -derived To là khoảng 10 ° C (2). C (T) và SE (B) Chênh lệch tới 15 ° C cũng đã được ghi lại (3). Tuy nhiên, so sánh các tập dữ liệu nhỏ, riêng lẻ có thể không nhất thiết cho thấy xu hướng trung bình này. Tập dữ liệu có chứa cả mẫu C (T) và SE (B) có thể tạo ra Kết quả nằm giữa các giá trị Đến được tính bằng cách chỉ sử dụng mẫu C (T) hoặc SE (B). Do đó, chúng tôi đặc biệt khuyến nghị rằng loại mẫu vật được báo cáo cùng với giá trị To có được trong tất cả các báo cáo, phân tích và thảo luận về kết quả. Báo cáo khuyến nghị này bổ sung cho các yêu cầu trong 11.1.1.

2.4 Các yêu cầu được đặt ra về kích thước mẫu thử và số lượng các thử nghiệm lặp lại cần thiết để thiết lập đặc tính có thể chấp nhận được của các quần thể dữ liệu KJc.

2.5 To phụ thuộc vào tốc độ tải. To được đánh giá cho phạm vi tốc độ tải gần như tĩnh với 0,1 <dK / dt <2 MPa√m / s. Các mẫu thử được tải chậm (dK / dt <0,1 MPa√m) có thể được phân tích nếu các tác động môi trường được biết là không đáng kể. Dự phòng cũng được thực hiện đối với tốc độ tải cao hơn (dK / dt> 2 MPa√m / s) trong Phụ lục A1. Lưu ý rằng tốc độ tải ngưỡng này để áp dụng Phụ lục A1 là ngưỡng thấp hơn nhiều so với yêu cầu trong các phương pháp thử độ bền đứt gãy khác như E399 và E1820.

2.6 Các tác động thống kê của kích thước mẫu vật lên KJc trong phạm vi chuyển tiếp được xử lý bằng cách sử dụng lý thuyết liên kết yếu nhất (4) được áp dụng cho phân bố Weibull ba tham số của các giá trị độ dai đứt gãy. Một giới hạn về giá trị KJc, liên quan đến kích thước mẫu thử, được quy định để đảm bảo các điều kiện hạn chế cao dọc theo mặt trước của vết nứt khi đứt gãy. Đối với một số vật liệu, đặc biệt là những vật liệu có độ cứng biến dạng thấp, giới hạn này có thể không đủ để đảm bảo rằng một tham số đơn (KJc) mô tả đầy đủ trạng thái biến dạng phía trước vết nứt (5).

2.7 Các phương pháp thống kê được sử dụng để dự đoán đường cong độ dai chuyển tiếp và giới hạn dung sai quy định cho các mẫu 1T của vật liệu được thử nghiệm. Độ lệch chuẩn của phân phối dữ liệu là một hàm của độ dốc Weibull và KJc trung vị. Quy trình áp dụng thông tin này để thiết lập các phép xác định độ dịch chuyển nhiệt độ chuyển tiếp và thiết lập các giới hạn dung sai được quy định.

2.8 Các quy trình được mô tả trong phương pháp thử này giả định rằng tập dữ liệu đại diện cho vật liệu đồng nhất về mặt vĩ mô, sao cho vật liệu thử nghiệm có các đặc tính kéo và độ dai đồng nhất. Việc áp dụng phương pháp thử này cho vật liệu không đồng nhất sẽ dẫn đến ước tính không chính xác của giá trị tham chiếu chuyển tiếp Tới và giới hạn tin cậy không bảo đảm. Ví dụ, mối hàn nhiều đoạn có thể tạo ra các vùng bị ảnh hưởng nhiệt và giòn với các đặc tính cục bộ khá khác biệt so với vật liệu dạng khối hoặc vật liệu hàn. Thép mặt cắt dày cũng thường thể hiện một số thay đổi về đặc tính gần bề mặt. Có thể cần thiết phải kiểm tra kim loại và sàng lọc ban đầu để xác minh khả năng ứng dụng của những vật liệu này và các vật liệu được phân loại tương tự. Mục 10.6 đưa ra tiêu chí sàng lọc để đánh giá liệu tập dữ liệu có thể không đại diện cho vật liệu đồng nhất về mặt vĩ mô hay không, và do đó, có thể không phù hợp với các quy trình phân tích thống kê được sử dụng trong phương pháp thử nghiệm này. Nếu bộ dữ liệu không đạt tiêu chí sàng lọc trong 10.6, thì tính đồng nhất của vật liệu và độ dẻo dai khi đứt gãy của nó có thể được đánh giá chính xác hơn bằng cách sử dụng các phương pháp phân tích được mô tả trong Phụ lục X5.

2.9 Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các mối quan tâm về an toàn, nếu có, liên quan đến việc sử dụng tiêu chuẩn này. Người sử dụng tiêu chuẩn này có trách nhiệm thiết lập các thực hành thích hợp về an toàn, sức khỏe và môi trường và xác định khả năng áp dụng các giới hạn quy định trước khi sử dụng.

2.10 Tiêu chuẩn quốc tế này được xây dựng phù hợp với các nguyên tắc được quốc tế công nhận về tiêu chuẩn hóa được thiết lập trong Quyết định về Nguyên tắc xây dựng các tiêu chuẩn, hướng dẫn và khuyến nghị quốc tế do Ủy ban Hàng rào Kỹ thuật trong Thương mại (TBT) của Tổ chức Thương mại Thế giới ban hành.

CÔNG TY TNHH SIS CERT

Địa chỉ: Tầng 14, Tòa nhà HM TOWN, 412 Nguyễn Thị Minh Khai, Phường 5, Quận 3, TP. HCM

Hotline: 0774 416 158

Email: thuynguyenthithu23@gmail.com

Website: www.isosig.com

Trong quá trình thực hiện đơn vị doanh nghiệp cần hỗ trợ, tư vấn hãy liên hệ với chúng tôi – SIS CERT qua hotline 0774 416 158 với đội ngũ nhân viên, chuyên viên nhiệt tình, trách nhiệm, kinh nghiệm sẽ đem lại sự hài lòng cho khách hàng.