调查时刻中的可变拘束度试验

“可变拘束度试验”（Variable Restraint test）是Savage和Lundin在20世纪60年代在Rensselaer工业学院（RPI）开发的^[1]。这个试验设计成简便的施加应变型的试验，可以把引起热裂纹的冶金变量分离开来。自从它引用以来，对原始试验做了大量的改进，在全世界已有大量的各种形式的可变拘束度试验机投入运用。试验本身始终没有完全标准化，而在今日有多种试验技术在应用。在20世纪90年代，Lippold和Lin在俄亥俄州立大学开发了一种试验技术，使可变拘束度试验可以测定裂纹敏感区（CSR）的大小^[2]。

图10-1 不同类型的可变拘束度试验

如图10-1所示，有三种基本的可变拘束度试验类型。原始试验是纵向可变拘束度试验，此时弯矩是沿着焊道长度方向上施加的。在焊缝和其邻近的热影响区产生裂纹。因为在有些场合要把焊缝的凝固裂纹和HAZ的液化裂纹区分开，所以开发了横向和点状试验。横向可变拘束度试验中弯曲应变是横越焊缝施加的，一般裂纹只限于焊缝（在热影响区施加的应变很少或没有）。点状可变拘束度试验是用一个小焊点来形成对裂纹敏感的热影响区微观组织。试件是在焊点仍为液态时进行弯曲，这样就把裂纹限于热影响区。试验中最常用的是钨极氩弧焊，尽管其他熔焊方法也可以用。虽然在用特殊试样时也可对由填充金属得到的熔敷金属进行试验，但焊道一般是受试材料自身熔化形成的。试验一般是施加快速弯曲，但已经开发了缓慢弯曲的试验。施加的应变是用可以置换的模块来控制的。试件外层的应变可由式（10-1）给出：

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式中 t———试件厚度；

R———模块的半径。

在可变拘束度试验中已经提出多种测量参数来对裂纹敏感性进行定量。而其中大多数都要求用低倍显微镜（20～50倍）测量试验后试样表面的裂纹长度。“裂纹总长”是各段裂纹长的总和，“最大裂纹长”就是在试样表面观察到的最长的裂纹的长度。最近采用了“最长裂纹距离”（MCD）的概念，以此可以更精确地测定开裂的温度范围。起裂应变也称为“应变阈值”也用于对裂纹敏感性进行定量。“饱和应变”表示一个应变水平，应变高于此值不再引起MCD的变化。如下面的几节所述，在确定裂纹敏感区最大长度时，在饱和应变下进行的试验是非常重要的。