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本课题来源于中国特种设备检测研究院“十二五”项目“承压设备材料试验方法及关键指标国内外对比研究”。针对承压设备材料的试验方法,目前国际上常用的标准体系有GB、ASTM、ISO、EN、JIS五种,但它们在同类试验方法的规定上存在诸多差异,以至于得到试验结果缺乏可比性,特别是我国的试验数据往往得不到国际承认,不利于我国承压设备材料的国际竞争力和市场占有率。因此,有必要开展GB与ASTM、ISO、EN、JIS等国外承压设备材料试验方法及关键指标的对比研究。 本文通过对五个标准体系规定的拉伸、冲击试验方法进行对比研究,明确了几种试验方法主要性能指标的差异,为我国相关标准的制修订提供了思路。选用几种典型的国产不锈钢材料进行相关试验,得到了两种标距试样拉伸结果的主要差异为断后伸长率,验证了8mm锤刃半径(ASTM)冲击结果大于2mm(GB)结果,为评价材料的力学性能提供了依据。其后,给出了几种不锈钢塑性指标和强度指标随温度的变化规律,及系列温度下几种材料按Rp1.0代替Rp0.2获得许用应力的平均提高率,为我国压力容器设计时所需的数据提供了支撑。 主要成果如下: (1)通过比较GB、ASTM、ISO、EN、JIS五个标准体系关于金属材料拉伸、冲击试验方法的规定,归纳总结了几种试验方法主要性能指标的异同点。 (2)给出了室温及高温下4倍(ASTM)与5倍(GB)标距试样拉伸试验结果的主要差异,得到了伸长率换算因子λ值与温度关系。验证了8mm(ASTM)和2mm(GB)两种锤刃半径对冲击试验结果的影响。并给出了采用ASTM的4倍标距拉伸试样和8mm锤刃半径的锤头对材料力学性能指标的影响。 (3)得到了几种不锈钢材料(S30403、S30408、S31603、S31608)在系列温度下Rp1.0、Rp1.0的强度值。并对按Rp1.0和Rp0.2获得的许用应力进行比较,定量分析了系列温度下许用应力提高率及壁厚减薄率。