代海燕 田 宇 王丽艳 李明君

(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)

大量文献报道，汽轮机转子毛坯件在常规铸锻生产中会出现大小不一、形态各异的原始缺陷[1-3]。而汽轮机转子长期服役在高温、高压、高转速的严苛环境中，转子中的原始缺陷在疲劳力的作用下容易扩展成裂纹。汽轮机转子钢断裂韧度JIC值是表征材料在高温下抵抗裂纹扩展能力的重要指标，对汽轮机转子结构设计及安全性评价至关重要。

目前国内各大铸锻件厂家及实验室采用的测量材料断裂韧度JIC值的方法是传统的单试样法和多试样法。单试样法加载过程中的卸载过程会影响加载曲线特性，无法测试非线性弹性材料的断裂韧度。而多试样法要获得良好的J-R曲线，根据准断裂韧度国标GBT 21143—2014中有效判据规定，至少需要6块试验试样，而实际试验中试验点较为分散，无效点多，一般需要9～15块试验材料才能得到符合判据的有效结果。因此，多试样法测量材料断裂韧度值JIC值较耗费材料。

载荷分离法可直接由试样测试过程中记录的载荷-位移曲线结合试样打开后由断面测量的初始及最终裂纹长度来计算出J-R阻力曲线上的一系列点[4-5]。国标GBT 21143—2014《金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法》较2007版本首次加入“载荷分离法”作为测试材料断裂韧度的新方法。从理论上来说，载荷分离法由一块试样就可测试出材料的断裂韧度值，优势巨大。但GBT 21143—2014标准中只给出计算断裂韧度的指南，并没有给具体的计算方法。……