刘雨桐　袁朝龙　吴任东　焦　玮　强　浩

清华大学先进成形制造技术教育部重点实验室，北京，100084



基于压缩试验法的P91韧性断裂行为研究

刘雨桐袁朝龙吴任东焦玮强浩

清华大学先进成形制造技术教育部重点实验室，北京，100084

金属塑性加工中发生的断裂多为韧性断裂，测定材料韧性断裂时的临界损伤值是对切底、冲裁等包含断裂行为的塑性加工过程进行数值模拟的关键。采用压缩法进行了材料试验，并利用数值模拟解决了镦粗过程中应力积分较为复杂的问题，得到了Normalized C-L准则下耐热高强合金P91的临界损伤值，在此基础上，采用单元删除法对P91无缝钢管切底制坯过程进行了模拟，模拟结果与实际工程结果基本吻合。

韧性断裂；P91合金(9Cr1Mo)；压缩法；切底；归一化C-L准则

0　引言

金属塑性加工工艺可分为两类：第一类利用材料的塑性变形进行加工，如挤压、拉深和锻造等，断裂是这些工艺必须避免的主要缺陷；第二类则包含了断裂过程，如冲裁、剪切、切底等。这一类工艺除了涉及金属非线性的弹塑性变形，还涉及材料的断裂分离过程，合理利用断裂对于工艺的实现至关重要[1]。金属塑性加工中发生的断裂大多是延性断裂，很少发生脆性断裂[2]。针对金属材料的韧性断裂性能，国内外学者进行了一系列的研究，包括对镁合金[3]、铝合金[4]和合金钢[5-6]等金属材料展开的实验和数值模拟研究。

P91(9Cr1Mo)是一种新型耐热高强合金钢，是高参数火力发电机组高温蒸汽管道和锅炉受热面管道的首选主流钢种。……