雷清华

(华电郑州机械设计研究院有限公司，河南 郑州 450052)

0 引言

高水头、大容量是未来我国水电发展的趋势，基于优化电网的需要，众多高水头抽水蓄能电站也正在规划建设中。为了满足电站布置、降低工程综合成本(包括运输、劳动力、工作强度、施工设备等方面)的需要，必须采用高强度钢材，可以预计，1 000 MPa级高强钢将会逐步在我国水电工程中得到应用。为了掌握1000 MPa级高强度钢的工艺性能，有必要针对该级别钢材，开展以焊接制造工艺为主的相关试验研究工作。

截至目前，1000 MPa级调质高强钢已应用于日本等国家的大型水电站工程中。SMI SUMITEN 950－TMCP钢是日本21世纪初开发的1000MPa级低碳控轧钢，因其具有强度高、韧性好、焊接性能优良、合金元素含量低和成本低的优点，现正处于试验推广阶段。

作为“水利水电1000MPa级高强钢工程应用技术研究”的一部分，本文重点对SUMITEN 950－TMCP钢进行了断裂韧度试验研究，以弥补夏比冲击试验在评价接头抗断裂性能方面的不足。

1 试验方法

试验按照GB/T 21143—2007《金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法》进行，采用裂纹尖端张开位移CTOD(Crack Tip Opening Displacement)试验进行焊接接头断裂韧性的评价，按照非稳定裂纹扩展下的断裂韧度测定方法取得各个特征值，计算断裂韧度，根据该韧度值对焊接接头的断裂韧性进行定性评价。

1.1 试验材料

试验材料采用48.00mm厚的 SMI SUMITEN 950－TMCP钢板，焊接材料为NITTESU L－100S焊条，化学成分和力学性能见表1和表2。

1.2 试样加工

将 450.00 mm ×150.00 mm ×48.00 mm 的试板经线切割解剖成 450.00 mm ×150.00 mm ×24.00 mm的焊接试板，分别加工成相应的K形和X形(分别对应于热影响区和焊缝的试验)坡口以便进行试板的焊接，焊接接头如图1所示。……