韌脆轉化溫度是指材料在衝擊下連線埠纖維對應的維度。材料的衝擊韌性通常以VTrs和VTr54.2來表示。VTr54.2表示衝擊功為54.2J所對應的試驗溫度，VTrs表示斷口纖維率為50%所對應的試驗溫度。由於在試驗前並不知道VTrs或VTr54.2的具體值，在試驗過程中也不可能設定溫度下的衝擊功正好是54.2J或50%纖維率。
基本介紹
- 中文名：韌脆轉化溫度
- 外文名：Flexible brittle transition temperature
- 學科：電力工程
- 領域：工程技術
- 範圍：能源
- 釋義：材料在衝擊下連線埠纖維對應的維度
簡介,擬合分析,韌脆轉變溫度曲線特點,總結,
簡介
當試驗溫度低於某一溫度時，材料由韌性狀態變為脆性狀態，衝擊吸收功明顯下降，斷裂機理由微孔聚集型變為穿晶解理，斷口特徵由纖維狀變為結晶狀，這就是低溫脆性。該溫度稱為韌脆轉變溫度。有資料表明，低溫脆性是材料屈服強度隨溫度降低急劇增加的結果。GB/ T229 - 1994 標準規定了三種測定韌脆轉變溫度的方法。其中FATT50方法因影響因素較少，操作也較簡便。但此方法脆性斷面率的誤差， 將直接影響曲線的形狀， 從而影響FATT50的準確度。怎樣來保證脆性斷面率的準確性，標準並沒有詳細說明具體的操作方法及注意事項。經過多次試驗，只要掌握正確的操作過程，合理處理試樣斷口和繪製曲線，便能測出準確的韌脆轉變溫度。
材料的衝擊韌性通常以VTrs和VTr54.2來表示。VTr54.2表示衝擊功為54.2J所對應的試驗溫度，VTrs表示斷口纖維率為50%所對應的試驗溫度。由於在試驗前並不知道VTrs或VTr54.2的具體值，在試驗過程中也不可能設定溫度下的衝擊功正好是54.2J或50%纖維率。通過測試某一溫度範圍內不同溫度下的衝擊功和相應的斷口纖維率，採用擬合、插值的方法來確定VTrs和VTr54.2。
擬合分析
過去經常採用手工擬合的辦法，由於這種方法的精度不能滿足要求，現在已很少使用。一般採用計算機進行擬合分析，採用的數學模型也是多種多樣，沒有統一的方法和標準，由回歸得出的曲線形狀依不同的方法而不同，得到的結果也有一定差異，在試驗數據之間缺少參比性。通過對韌脆轉變溫度曲線形狀的分析和幾種常見回歸數學模型的比較，篩選出了1種能有效描述韌脆轉變溫度曲線的數學模型。
韌脆轉變溫度曲線特點
統計大量的材料衝擊試驗結果可以發現，韌性材料的衝擊功與溫度之間的關係曲線以及斷口纖維率與溫度之間的關係曲線均具有一定的規律性，主要表現在以下幾個方面。
(1) 衝擊功與溫度之間的關係曲線形狀基本呈S形。在低溫區，其衝擊功比較低。隨著試驗溫度的升高衝擊功也逐漸提高，在轉變溫度附近衝擊功迅速上升，且基本接近直線。當溫度上升到一定程度以後，衝擊功的變化速率又逐漸下降，直至其穩定在一相對較高的數值。
(2) 斷口纖維率與溫度之間的關係曲線形狀也基本呈S形。在低溫區，材料表現為脆性，其斷口纖維率接近0。隨著試驗溫度升高，斷口纖維率逐漸提高，在轉變溫度附近基本呈直線關係，材料從脆性逐漸向塑性過渡。溫度上升到一定程度，材料表現為全塑性，斷口纖維率為100%。
(3) 無論是衝擊功與溫度之間的關係曲線還是斷口纖維率與溫度之間的關係曲線，一般都可以大體分為下平台區、轉變溫度區和上平台區3段。
(4) 衝擊試驗數據分散性較大，一般來說，焊縫材料的衝擊功比母材的衝擊功分散性大。究其原因，主要與試驗材料、試樣加工精度(特別是缺口區尺寸) 、試驗溫度、試樣的停留時間、試驗過程(如擺錘刀口與試樣缺口的對中性)、試驗儀器以及試驗人員的經驗等因素有關。
(5) 衝擊試驗數據可以採用一定的方法進行統計分析和回歸處理。
(6) 為了儘可能減少試驗誤差對試驗結果的影響，在試驗過程中應仔細觀察試驗現象和斷口情況，要詳細記錄試驗過程的異常情況，如自動送樣時有時會發生試樣跳躍、卡阻等現象而影響缺口的對中性。對於個別懷疑的試驗結果，可以採用數理統計中異常數據的顯著性水平檢驗的Grubbs檢驗或Dixon檢驗等方法進行甄別。
總結
經過對大量試驗數據的回歸分析比較發現：
(1) 採用多項式回歸處理衝擊功與溫度的關係曲線以及斷口纖維率與溫度關係曲線時，會出現拐點，當冪次較高時(n > 5) 回歸曲線與實際試驗數據相差較大。
(2) 採用Boltzmann函式回歸時，有較好的相關係數和較小的殘差，具有一定的優越性。
(3)Boltzmann 函式既適合於衝擊功與溫度的關係曲線的回歸分析，也適合於斷口纖維率與溫度的關係曲線的模擬，其適應性較好。
(4) 採用Boltzmann函式回歸韌脆轉變曲線，可以很好地描述該曲線的上平台區、下平台區和轉變溫度區，各參數的物理意義較明確。
(5) 建議將Boltzmann函式作為衝擊試驗標準中數據處理的函式，使材料的韌脆轉變溫度具有統一性和可比性。
