Определение температурной зависимости вязкости разрушения металла толстостенной обечайки с учетом его неоднородности

Для основного металла и металла шва типа Сг - Ni - Mo - V (обечайка толщиной 200 мм) приведены оценки референсной температуры Т₀ , полученные на основе статистического моделирования методом Монте Карло. Температуру Т₀ определяли по стандарту ASTM Е1921 с учетом неоднородности материала. При моделировании Т₀ объемы выборок составляли 12, 24 и 70 значений вязкости разрушения K_Jc. С использованием метода Монте Карло выполнен анализ корректности идентификации металла (однородный/неоднородный). Показано, что выборки по 12 образцов не позволяют надежно определить, является металл однородным или неоднородным — в 50 % случаев для основного металла и 37 % случаев для металла шва получены некорректные результаты. При увеличении выборки до 24 образцов некорректные результаты получены в 5 % случаев. Значения Т₀ с учетом неоднородности определяли двумя способами — с применением процедуры скрининга и на основе фактического бимодального представления распределения значений вязкости разрушения, параметры которого находили методом максимального правдоподобия. Показано, что оба способа для основного металла и металла шва дают близкие результаты, величина сдвига Т₀ в сторону положительных значений при учете неоднородности составляет около 22 °С. На основе полученных оценок Т₀ построены нижние огибающие температурных кривых вязкости разрушения (мастер-кривые для вероятности разрушения 5 %).

1. Pisarski Н. G., Wallin К. The SINTAP fracture estimation procedure / Eng. Fract. Mech. 2000. Vol. 67. E 613 - 624.

2. Wallin K., Laukkanen P., Planman T. Master Curve analysis of inhomogeneous ferritic steels / Eng. Fract. Mech. 2004. Vol. 71. E 2329 - 2346.

3. Wallin K. Inhomogeneity screening criterion for the ASTM E1921 T₀ estimate based on SINTAP lower-tail methodology / J. Test. Eval. 2012. Vol. 40. E 867 - 874.

4. Viehrig H. W, Scibetta M., Wallin K. Application of advanced master curve approaches on WWER-440 reactor pressure vessel steels / Int. J. Pressure Vess. Piping. 2006. Vol. 83. E 584 - 592.

5. Zhu X. K., Joyce J. A. Review of fracture toughness (G, K, J, CTOD, CTOA) testing and standardization / Eng. Fract. Mech. 2012. Vol. 85. E 1 - 45. DOI:10.1016/j.engfracmech.2012.02.001

6. Gao X., Dodds R. H. Constraint effects on the ductile-to-brittle transition temperature of ferritic steels: a Weibull stress model / Int. J. Fract. 2000. Vol. 102. E 43 - 69.

7. Анискови ч E. В., Лепихи н A. M., Москвиче в В. В. Оценка статической трещиностойкости тонкостенных сосудов, работающих под давлением / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 9. С. 55 - 63. DOI:10.26896/1028-6861-2018-84-9-55-63

8. Орлов А. И. Ошибки при использовании коэффициентов корреляции и детерминации / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 3. С. 68 - 72. DOI:10.26896/1028-6861-2018-84-3-68-72

9. Wasiluk В., Petti J., Dodds R. H. Temperature dependence of Weibull stress parameters: studies using the Euro-material / Eng. Fract. Mech. 2006. Vol. 73. E 1046 - 1069.

10. Joyce J. A., Tregoning R. Evaluation of a method to characterize material inhomogeneity in ferritic steels within the ductile-to-brittle transition regime / Eng. Fract. Mech. 2011. Vol. 78. E 2870 - 2884.

11. Ipifia J. P., Berejnoy C. Analysis of specimen size conversion in ductile to brittle region of ferritic steels / Draft. 21^st European Conference on Fracture, ECF21, Catania, Italy. 2016. E 769 - 776.

12. Seal С. K., Sherry A. N. Weibull distribution of brittle failure in the transition region / Draft. 21^st European Conference on Fracture, ECF21, Catania, Italy. 2016. E 1668 - 1675.

13. Казанце в А. Г., Силае в А. А., Короле в С. Ю. О связи критической температуры хрупкости и референсной температуры, определяемой по стандарту ASTM Е1921 / Тяжелое машиностроение. 2021. № 11 - 12. С. 2 - 8.

14. Казанце в А. Г., Маркоче в В. М., Сугирбеко в Б. А. Статистическая оценка определения критической температуры хрупкости металла корпуса реактора ВВЭЕ-1000 по данным испытаний на ударный изгиб / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 3. С. 47 - 54.

15. Шевандин Е. И., Разов И. А. Хладноломкость и предельная пластичность металлов в судостроении. — Л.: Судостроение, 1965. — 365 с.