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本文通过对A(16Mn细晶)、B(CF粗晶)、C(16Mn粗晶)三种材料的缺口试样在常温下进行了不同预加载荷的四点弯曲正弯实验,以在缺口前端引入不同的微孔洞损伤量,接着利用反弯实验消除了缺口根部尺寸对解理断裂的影响,而后通过高温回火处理消除了残余应力和加工硬化的影响,分离出损伤因素。随后在-196℃低温下进行弯曲断裂实验。通过力学参数的测量、断口观察和有限元计算与细观模拟,就初始损伤对不同钢组织缺口试样低温解理断裂韧性的影响规律及机理进行了研究。结果表明: (1)当Po/Pgy<0.861时,材料A和C的损伤量fa随预载荷比Po/Pgy的增加而略有增加,当Po/Pgy>0.861后,材料A和C的损伤量fa随Po/Pgy的增加而迅速增加。在相同的Po/Pgy下,材料A中的损伤量明显高于材料C。材料B的损伤量fa随Po/Pgy的增加而缓慢增加。在同一预载荷比Po/Pgy下,材料B的损伤量低于材料A和C。 (2)材料A的缺口韧性Pf/Pgy随预载荷比Po/Pgy的增加逐渐下降。并且当Po/Pgy<0.861时,材料A的缺口韧性Pf/Pgy随Po/Pgy的增加下降较慢;Po/Pgy>0.861后,缺口韧性Pf/Pgy下降较快。B材料的缺口韧性Pf/Pgy随Po/Pgy的增加几乎不变。C材料缺口韧性Pf/Pgy在Po/Pgy<0.861内基本不随Po/Pgy变化;而当Po/Pgy>0.861后,随Po/Pgy的增加,缺口韧性值迅速降低。损伤量fa较小时,材料C的断裂韧性低于材料A,材料B与C相差不大;损伤量fa较大时,材料A与C的断裂韧性相差不大,材料C的断裂韧性低于材料B。 (3)在-196℃下,材料A和C的低温解理断裂韧性随初始损伤量的增加而降低的原因是预载荷时引入的损伤,尤其是长条形的大缺陷,在随后的低温加载时,使长条形孔洞前端或旁边产生较高的局部应力—应变集中,弥补了外场正应力σyy的不足,从而使解理发生在较低的断裂载荷Pf下(SIC型起裂),测量的外场σyy=σf,的值也下降。材料B的缺口韧性随初始损伤量的增加而基本不变的原因是B材料的起裂源类型主要为小尺寸球形孔洞(IC型)或碳化物粒子(IP型),且随Po/Pgy增加,起裂源类型无明显变化。虽然其损伤量fa随Po/Pgy的增加而增加,但其损伤量的绝对值很低,并且其损伤基元主要为小尺寸球形孔洞,而球形孔洞两端的应力和应变集中相对于长条形缺陷引起的应力和应变集中要小很多,故材料B的缺口韧性基本不变。 (4)B材料对预损伤不敏感。在同样的Po/Pgy下,B材料的初始缺陷尺寸小、