一种金属材料母材和焊缝拉伸强度及屈服强度预测方法技术

本发明专利技术公开了一种金属材料母材和焊缝拉伸强度及屈服强度预测方法，本发明专利技术通过对母材及焊缝进行硬度测试及微小拉伸试验，获得母材及焊缝不同的材料拉伸强度与硬度之间的线性关系，在需要测试相同母材及焊料焊接的焊缝拉伸强度时，可以通过硬度测试结果预测出焊缝不同的抗拉强度及屈服强度，由于硬度测试简便易行，对试样加工要求较低，对工件破坏性小，本发明专利技术简化了实际工程中焊缝拉伸强度测试的实验过程，同时也为现场管道焊缝及母材拉伸强度测试提供了一种非破坏性试验方法，提高了金属管道焊缝缺陷安全评价的准确性和可靠性，为管道安全服役奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种金属材料母材和焊缝拉伸强度及屈服强度预测方法
本专利技术涉及焊缝及母材力学性能的预测方法，具体涉及一种金属材料母材和焊缝拉伸强度及屈服强度预测方法。
技术介绍
目前油气管道焊缝失效事故频发，往往造成较大的人员伤亡、环境污染及财产损失，因此环焊缝安全问题越来越受到管道运营商的重视。实际工程中，适用性评价结果是环焊缝修复的重要依据，适用性评价结果的准确性是决定管道能否安全服役的关键因素。而适用性评价结果的准确性取决于评价参数的取值。在目前现有的焊缝适用性评价中，一般是用母材的力学性能代替焊缝的力学性能。其原因在于，焊缝在焊接过程中，由于不同焊层的焊条材料、焊接工艺、焊接电流等参数影响，最终成型的焊缝在不同区域的力学性能呈现出较大的差异，由于各区域较小，试样加工比较困难，很难对焊缝进行取样和拉伸性能测试，因此焊缝拉伸力学性测试技术也成为实际工程研究中的一大难题。在低钢级管道的焊接中，焊缝与母材之间为强匹配，将母材的性能带入焊缝安全评价模型中，计算出的结果偏于保守。但是随着X70及更高钢级管道的应用，焊缝与母材之间的强弱匹配问题仍需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属材料母材和焊缝拉伸强度及屈服强度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，打磨并腐蚀试样加工段的一个端面，使得所述端面出现焊缝(10)，试样加工段被焊缝(10)分为第一母材区(1)和第二母材区(2)；所述焊缝(10)包括从下到上依次堆叠的根焊层(5)、填充层(4)及盖面层(3)，焊缝(10)的两侧和两个母材区的交界区域为两个热影响区；/n步骤2，根据各个区域的尺寸确定拉伸试样的尺寸；/n所述拉伸试样分为两个夹持段，两个夹持段中间为测试段；测试段和夹持段的宽度小均于根焊层(5)的宽度，夹持段的宽度大于测试段的宽度，测试段的宽度大于测试段的厚度，测试段和夹持段的厚度均等于热影响区...

【技术特征摘要】
1.一种金属材料母材和焊缝拉伸强度及屈服强度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，打磨并腐蚀试样加工段的一个端面，使得所述端面出现焊缝(10)，试样加工段被焊缝(10)分为第一母材区(1)和第二母材区(2)；所述焊缝(10)包括从下到上依次堆叠的根焊层(5)、填充层(4)及盖面层(3)，焊缝(10)的两侧和两个母材区的交界区域为两个热影响区；
步骤2，根据各个区域的尺寸确定拉伸试样的尺寸；
所述拉伸试样分为两个夹持段，两个夹持段中间为测试段；测试段和夹持段的宽度小均于根焊层(5)的宽度，夹持段的宽度大于测试段的宽度，测试段的宽度大于测试段的厚度，测试段和夹持段的厚度均等于热影响区的宽度；
步骤3，根据拉伸试样的宽度和厚度，在端面上的各个区域排布并画出加工位置处，所述加工位置处为矩形框，加工位置处的长度为夹持段的宽度，加工位置处的高度为夹持段的厚度；
步骤4，测量每一个加工位置处的硬度值；
步骤5，切割加工出所有的拉伸试样，将每一个拉伸试样进行拉伸力学性能测试，得到母材和焊缝中各个区域内拉伸试样的抗拉强度和屈服强度值；
步骤6，根据每一个加工位置处的硬度值，所有拉伸试样的抗拉强度值和屈服强度值，建立各个区域抗拉强度与硬度关系预测模型，以及各个区域屈服强度与硬度关系预测模型；
步骤7，对于相同材质的管道母材焊缝，根据母材和焊缝中各个区域的硬度值及上述两个预测模型，获得各个区域的抗拉强度和屈服强度。


2.根据权利要求1所述的一种金属材料母材和焊缝拉伸强度及屈服强度预测方法，其特征在于，步骤2中，所述端面的粗糙度小于0.8。


3.根据权利要求1所述的一种金属材料母材和焊缝拉伸强度及屈服强度预测方法，其特征在于，步骤2中，所述拉伸试样满足测试段宽度×测试段厚度×σs小于拉伸设备量程的80％，所述σs为焊缝特征区域材料的屈服强度。


4.根据权利要求1所述的一种金属材料母材和焊缝拉伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂海亮，马卫锋，任俊杰，王珂，曹俊，党伟，罗金恒，赵新伟，霍春勇，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11