加載速率和溫度對(duì)10CrNiCu船體鋼臨界損傷參數(shù)的影響規(guī)律研究

葉宏德，黨恒耀，郭衛(wèi)宏，張亞軍，2

（1.洛陽(yáng)船舶材料研究所，河南洛陽(yáng) 471023；2.河南省船舶及海工裝備結(jié)構(gòu)材料技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南洛陽(yáng) 471023）

0 引 言

10CrNiCu 鋼是一種優(yōu)質(zhì)的船用結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的力學(xué)性能、焊接性、船舶工藝性以及耐海水腐蝕性，在船舶建造中被廣泛應(yīng)用[1-3]。當(dāng)前，船體鋼主要采用沖擊韌性、斷裂韌性和疲勞性能等指標(biāo)對(duì)其安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在鋼材研制和驗(yàn)收時(shí)增加了動(dòng)態(tài)撕裂、落錘試驗(yàn)、斷裂韌性KⅠc、JⅠc、CTOD 等抗斷裂性能指標(biāo)。然而，應(yīng)用上述指標(biāo)對(duì)10CrNiCu 船體鋼評(píng)價(jià)的目的僅是為了防止發(fā)生脆性斷裂[4-6]。目前，船體鋼的脆性斷裂問(wèn)題已經(jīng)基本得到解決，但對(duì)其韌性斷裂的研究尚不夠深入。因此，進(jìn)一步研究船體鋼的韌性斷裂問(wèn)題對(duì)船舶的長(zhǎng)期服役安全性具有重要意義。

韌性斷裂普遍認(rèn)為是塑性損傷積累的結(jié)果，包括空洞的形核、長(zhǎng)大和聚合等復(fù)雜的局部物理過(guò)程，與材料微觀結(jié)構(gòu)和變形過(guò)程中應(yīng)力狀態(tài)緊密相關(guān)[7-8]。因此，韌性斷裂準(zhǔn)則往往是從細(xì)觀損傷力學(xué)角度來(lái)解釋材料宏觀韌性斷裂問(wèn)題，如基于空穴增長(zhǎng)的VGM 模型[9]和Johnson-Cook 模型[10]、基于細(xì)觀孔洞分析的GTN 模型[11]、基于應(yīng)力修正臨界應(yīng)變的SMCS模型[12]等。由于上述模型的基礎(chǔ)均是細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析，用描述細(xì)觀結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)定量宏觀韌性斷裂問(wèn)題，造成模型中參數(shù)較多，且存在多種修正形式，不便于實(shí)際工程應(yīng)用。西安交通大學(xué)王鐵軍教授[13]基于連續(xù)損傷力學(xué)理論，推導(dǎo)出臨界損傷參數(shù)是一個(gè)具有明確物理意義、且不依賴于應(yīng)力狀態(tài)的材料常數(shù)，非常適合于評(píng)價(jià)韌性斷裂問(wèn)題。該模型建立了材料細(xì)觀損傷積分的宏觀狀態(tài)函數(shù)，有效避免了細(xì)觀分析的復(fù)雜性，且易于通過(guò)簡(jiǎn)單缺口拉伸試驗(yàn)方法獲得，為研究韌性斷裂問(wèn)題提供了一種有益嘗試，被國(guó)際學(xué)術(shù)界譽(yù)為王氏模型。作者曾利用臨界損傷參數(shù)研究了10CrNiCu 船體鋼的韌性斷裂問(wèn)題，驗(yàn)證了用臨界損傷參數(shù)Wdc表征船體鋼韌性斷裂的適用性和有效性[14]。已有研究表明，材料的斷裂韌性與加載速度、溫度、材料厚度等參量密切相關(guān)[15-17]。一般而言，材料的斷裂韌性會(huì)隨溫度降低、加載速度增加、試樣厚度增加而下降。臨界損傷參數(shù)作為一種韌性斷裂評(píng)價(jià)指標(biāo)，是否符合這一普遍規(guī)律，尚缺乏相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證。

由于臨界損傷參數(shù)Wdc的試驗(yàn)方法采用周向缺口圓棒拉伸試樣形式，缺口內(nèi)側(cè)處于三向應(yīng)力狀態(tài)，不存在無(wú)應(yīng)力的自由表面[18]，相比于緊湊拉伸（CT）和三點(diǎn)彎曲（SEB）等傳統(tǒng)的測(cè)試斷裂韌性試樣更易滿足平面應(yīng)變條件。因此采用臨界損傷參數(shù)研究韌性斷裂時(shí)可不考慮試樣尺寸的影響作用。本文以10CrNiCu 船體鋼為研究對(duì)象，結(jié)合試驗(yàn)設(shè)備能力和材料的實(shí)際服役環(huán)境溫度，分別在0.1～100 mm/min加載速率范圍和-60～20 ℃溫度范圍研究其臨界損傷參數(shù)的變化規(guī)律，并用掃描電鏡對(duì)試驗(yàn)后樣品的斷口形貌進(jìn)行觀察分析。

1 試驗(yàn)方法

本文所選用的研究對(duì)象是20 mm厚的10CrNiCu船體鋼板材，其力學(xué)性能見表1。

表1 10CrNiCu船體鋼的力學(xué)性能Tab.1 Mechanical properties of 10CrNiCu hull steel

由于臨界損傷參數(shù)Wdc是應(yīng)力三軸度和斷裂應(yīng)變的函數(shù)，如公式（1）所示。一般而言，材料延性越好，其Wdc值就越大。為了得到不同的應(yīng)力三軸度，通常采用周向圓弧缺口拉伸試樣形式，利用Bridgman關(guān)于應(yīng)力場(chǎng)的半經(jīng)驗(yàn)解析解求得試樣中心的應(yīng)力三軸度和等效塑性應(yīng)變。為了準(zhǔn)確測(cè)出試樣斷裂時(shí)頸縮部分的曲率半徑，通常需要加工5～7 組不同缺口半徑的周向圓弧拉伸試樣來(lái)求解臨界損傷參數(shù)[19-21]。

式中，

式（1）～（4）中，Wdc為臨界損傷參數(shù)，σm/σe為應(yīng)力三軸度，σm表示靜水應(yīng)力或稱為平均應(yīng)力，σe表示Mises等效應(yīng)力，pc為臨界斷裂應(yīng)變，k是常數(shù)，ν為泊松比，d0表示試樣有效直徑，dc表示試樣斷裂后最小直徑，R0為缺口半徑。

本文采用的周向圓弧缺口拉伸試樣的示意圖和照片分別見圖1（a）～（b），工作段尺寸為?14 mm×80 mm，缺口深度為3 mm，缺口處試樣直徑為d0=8 mm。為使應(yīng)力三軸度均勻分布，分別加工缺口圓弧半徑為R0=1.2 mm、1.6 mm、2.4 mm、4.0 mm、8.0 mm 和無(wú)缺口（R無(wú)窮大）的周向圓弧缺口拉伸試樣，根據(jù)公式（2）計(jì)算出的對(duì)應(yīng)的應(yīng)力三軸度依次為1.31、1.14、0.94、0.74、0.55 和0.33。為了研究溫度和加載速率對(duì)10CrNiCu 船體鋼臨界損傷參數(shù)的影響，依據(jù)中國(guó)船級(jí)社（CCS）《材料與焊接規(guī)范》對(duì)船體鋼的評(píng)價(jià)要求，試驗(yàn)溫度選擇-60 ℃、-40 ℃、-20 ℃、0 ℃、20 ℃五個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)研究。綜合考慮試驗(yàn)效率和設(shè)備能力，加載速率選擇0.1 mm/min、1 mm/min、3 mm/min、10 mm/min 和100 mm/min 五個(gè)加載速率。

圖1 周向圓弧缺口拉伸試樣Fig.1 Circumferential notch tensile specimens

試樣的拉伸在美國(guó)MTS 公司生產(chǎn)SINTECH 20/G 設(shè)備上進(jìn)行，設(shè)備精度為0.5 級(jí)。試樣斷口形貌及第二相夾雜物能譜分析在FEI Quanta 600環(huán)境掃描電鏡上進(jìn)行。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 有限元計(jì)算

合理設(shè)計(jì)周向圓弧缺口拉伸試樣的缺口半徑，有助于提高臨界損傷參數(shù)的測(cè)試精度。為此，對(duì)加工出的5 種缺口拉伸試樣進(jìn)行有限元模擬分析。為了消除邊界和塑性區(qū)的影響，有限元模型軸向長(zhǎng)度取為直徑的三倍，兩端軸向拉伸載荷采用端面直接作用遠(yuǎn)場(chǎng)應(yīng)力方式，遠(yuǎn)場(chǎng)應(yīng)力大小的確定基于缺口處最小截面全面進(jìn)入屈服狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力值，即181 MPa。根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，采用三維軸對(duì)稱有限元模型對(duì)周向圓弧缺口圓棒試件拉伸時(shí)的等效應(yīng)變進(jìn)行計(jì)算。按照最小截面全面進(jìn)入屈服計(jì)算得到不同缺口對(duì)應(yīng)的等效塑性應(yīng)變分布，見圖2?？梢钥吹剑灰萍虞d方式下的塑性變形主要集中在缺口底部，即缺口底部的塑性變形最大（紅色區(qū)域），而且塑性區(qū)是從缺口底部開始形成并逐漸向里發(fā)展。當(dāng)兩邊的塑性區(qū)在中軸線匯合時(shí)，試樣便開始產(chǎn)生塑性流動(dòng)。

圖2 缺口試樣應(yīng)變分布Fig.2 Strain distribution of notched specimens

由有限元模擬結(jié)果可以繪制等效塑性應(yīng)變隨缺口半徑的變化曲線，如圖3所示?？梢钥闯?，等效塑性應(yīng)變隨缺口半徑增加而呈現(xiàn)指數(shù)衰減的趨勢(shì)，即缺口越小，等效塑性應(yīng)變就越大，反之亦然。這是因?yàn)槿笨诎霃皆叫?，可用于塑性變形的有效體積越小，使得等效塑性應(yīng)變值較大，即局部變形較大。需要注意的是，盡管缺口半徑越小的試樣其等效塑性變形大，但參與塑性變形的體積小，斷裂所需要的總能量也較小。也就是說(shuō)，缺口半徑越小的試樣，宏觀上越容易發(fā)生脆性斷裂。同時(shí)，從圖3 中也可以看出等效塑性應(yīng)變?cè)谌笨诎霃郊s3 mm 處存在拐點(diǎn)，因此將測(cè)試點(diǎn)平均分布在該拐點(diǎn)兩側(cè)是合理的。圓弧缺口半徑3 mm 對(duì)應(yīng)的應(yīng)力三軸度為0.84，試驗(yàn)加工的缺口試樣對(duì)應(yīng)的應(yīng)力三軸度基本實(shí)現(xiàn)了以0.84 為中心對(duì)稱且均勻分布。

圖3 等效塑性應(yīng)變隨缺口圓弧半徑變化曲線Fig.3 Variation of equivalent plastic strain with notch arc radius

2.2 加載速率對(duì)臨界損傷參數(shù)的影響

為了研究加載速率對(duì)臨界損傷參數(shù)的影響，試驗(yàn)均在20 ℃的環(huán)境下進(jìn)行。10CrNiCu 船體鋼在不同加載速率下的臨界損傷參數(shù)見圖4?？梢钥闯觯谕患虞d速率下6 件不同應(yīng)力三軸度試樣所得的臨界損傷參數(shù)基本恒定，證明了臨界損傷參數(shù)Wdc是材料的一種固有屬性。由于周向圓弧缺口試樣的應(yīng)變主要集中在缺口位置（見圖2），在相同加載速率下，不同缺口半徑試樣的應(yīng)變速率不同，缺口半徑R越小，則應(yīng)變速率越大。同一加載速率條件下，6 件不同缺口半徑試樣的臨界損傷參數(shù)變化不大的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：臨界損傷參數(shù)是一個(gè)不依賴于應(yīng)力狀態(tài)的材料常數(shù)。每組6件試樣結(jié)果取平均值后得到10CrNiCu 船體鋼在0.1 mm/min、1 mm/min、3 mm/min、10 mm/min 和100 mm/min五種加載速率下，臨界損傷參數(shù)Wdc分別為1.476、1.490、1.506、1.536和1.485。加載速率對(duì)臨界損傷參數(shù)的影響規(guī)律見圖5，可以看出在0.1～100 mm/min 加載速率范圍內(nèi)，加載速率增大了3 個(gè)數(shù)量級(jí)，但10CrNiCu 船體鋼的臨界損傷參數(shù)變化不大，線性擬合結(jié)果為Wdc=1.502～1.299×10-4v，臨界損傷參數(shù)Wdc隨加載速率v變化的斜率僅為-1.299×10-4，說(shuō)明加載速率對(duì)10CrNiCu船體鋼的臨界損傷參數(shù)影響較小，數(shù)據(jù)波動(dòng)在5%以內(nèi)，其影響程度可忽略不計(jì)，原因是臨界損傷參數(shù)是一個(gè)與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)的物理量[14]。此外，斜率為負(fù)值，說(shuō)明隨著加載速率的升高，臨界損傷參數(shù)有下降趨勢(shì)，這是因?yàn)楦邞?yīng)變速率下，材料位錯(cuò)密度增加，且來(lái)不及釋放造成流變應(yīng)力迅速增加，致使材料強(qiáng)化[22]，這一規(guī)律符合金屬材料韌性變化的一般規(guī)律。

圖4 不同加載速率下10CrNiCu船體鋼的臨界損傷參數(shù)Fig.4 Critical damage parameter of 10CrNiCu hull steel at reference loading rate

圖5 加載速率對(duì)臨界損傷參數(shù)的影響Fig.5 Effect of loading rate on critical damage parameter

基于上述結(jié)果分析，對(duì)于準(zhǔn)靜態(tài)加載速率，在利用臨界損傷參數(shù)評(píng)價(jià)金屬材料韌性斷裂時(shí)，可以不考慮加載速率大小對(duì)試驗(yàn)結(jié)果所產(chǎn)生的影響。

通常，斷裂后的試樣會(huì)通過(guò)斷口形貌記錄下斷裂前裂紋的萌生、擴(kuò)展和斷裂等信息。通過(guò)對(duì)斷口的分析，可以探究材料的斷裂機(jī)理。為了節(jié)省篇幅和增強(qiáng)對(duì)比效果，選擇最小缺口半徑和無(wú)缺口（缺口半徑無(wú)窮大）兩種試樣分別對(duì)最小和最大兩種加載速率的樣品進(jìn)行斷口宏觀形貌分析，斷口照片見圖6。從宏觀斷口上看，無(wú)論是缺口試樣還是無(wú)缺口試樣，加載速率由0.1 mm/min 提高1000 倍到100 mm/min 時(shí)，斷口宏觀形貌并未出現(xiàn)明顯差異，均表現(xiàn)出韌性斷裂的典型“杯錐狀”斷口特征。相比缺口試樣，無(wú)缺口試樣斷口出現(xiàn)了明顯的裂紋，這是由于試樣形式不同導(dǎo)致應(yīng)力狀態(tài)差異而產(chǎn)生的結(jié)果，無(wú)缺口試樣頸縮出現(xiàn)后垂直于裂紋的橫向拉伸應(yīng)力使裂紋擴(kuò)展，這一點(diǎn)可以從無(wú)缺口試樣非對(duì)稱的橢圓形狀看到。裂紋產(chǎn)生能夠釋放更多變形能量，導(dǎo)致斷口截面塑性變形量減小。

圖6 不同加載速率斷口宏觀形貌（×30）Fig.6 Macro fracture morphology at reference loading rate（×30）

兩種試樣形式在兩個(gè)極限加載速率下的斷口微觀形貌見圖7。從微觀形貌可以看出，無(wú)論是有缺口還是無(wú)缺口試樣，兩種極限加載速率條件下，斷口表面的微觀形貌都沒(méi)有發(fā)生明顯的變化，都表現(xiàn)出韌性斷裂典型的韌窩特征，表明加載速率對(duì)同種試樣的斷口形貌影響程度較小。同時(shí)，缺口試樣的韌窩尺寸相對(duì)較大，平均尺寸約為40 μm，深度較深。無(wú)缺口試樣，以細(xì)小微孔為主，韌窩數(shù)量較少，且韌窩尺寸相對(duì)較小，平均尺寸約為10 μm，韌窩深度也較淺。微孔是拉伸初期單一軸向均勻應(yīng)力導(dǎo)致的斷口截面均勻塑性變形所產(chǎn)生的，韌窩是試樣頸縮后三向應(yīng)力狀態(tài)下，橫向拉伸應(yīng)力使微孔聚合連接而形成的。對(duì)于缺口試樣而言，試驗(yàn)一開始就存在三向應(yīng)力狀態(tài)，橫向應(yīng)力越大，塑性變形越大，形成的韌窩也就越大。觀察發(fā)現(xiàn)，在較高三向應(yīng)力狀態(tài)下，由于基體塑性變形量較大，造成Ca、S、Mn、Al等第二相顆粒與基體脫落留在韌窩底部[14，23]。這一觀察結(jié)果與有限元分析結(jié)果相吻合，缺口試樣的塑性變形主要集中在缺口根部，缺口半徑越小，其根部的等效塑性變形越大，則斷口表面呈現(xiàn)出尺寸較長(zhǎng)、較深的韌窩特征，而無(wú)缺口的光滑試樣，由于等效塑性變形較小，斷口界面呈現(xiàn)塑性變形較弱的特征。

圖7 不同加載速率斷口微觀形貌（×1000）Fig.7 Micro fracture morphology at reference loading rate（×1000）

2.3 溫度對(duì)臨界損傷參數(shù)的影響

為研究溫度對(duì)臨界損傷參數(shù)的影響，拉伸試驗(yàn)速率均采用3 mm/min。10CrNiCu 船體鋼在不同溫度下的臨界損傷參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果見圖8?？梢园l(fā)現(xiàn)同一溫度下臨界損傷參數(shù)Wdc與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)的事實(shí)，不同缺口半徑試樣的Wdc基本穩(wěn)定，這進(jìn)一步證明臨界損傷參數(shù)是材料本身的固有常數(shù)。每種溫度取6 件測(cè)試樣品的平均值后可以得到10CrNi-Cu 船體鋼在-60 ℃、-40 ℃、-20 ℃、0 ℃和20 ℃五種試驗(yàn)溫度下，臨界損傷參數(shù)Wdc分別為1.317、1.401、1.458、1.498和1.506。試驗(yàn)溫度對(duì)臨界損傷參數(shù)的影響規(guī)律見圖9，可以看出，臨界損傷參數(shù)Wdc表現(xiàn)出與溫度的正相關(guān)性，即隨著溫度升高而增大，表明試驗(yàn)溫度對(duì)10CrNiCu 船體鋼的臨界損傷參數(shù)測(cè)試結(jié)果有一定程度的影響。在-60 ℃到20 ℃范圍內(nèi)，試驗(yàn)溫度對(duì)臨界損傷參數(shù)影響規(guī)律的線性擬合結(jié)果為Wdc=1.484+2.38×10-3T，試驗(yàn)溫度T的變化斜率為2.38×10-3，比加載速率（-1.299×10-4）的影響程度高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明試驗(yàn)溫度對(duì)10CrNiCu 船體鋼的臨界損傷參數(shù)影響較大，其影響程度不可被忽視。在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，臨界損傷參數(shù)最大變化率高達(dá)14.4%。此外，斜率為正值，說(shuō)明試驗(yàn)溫度越高，臨界損傷參數(shù)測(cè)試結(jié)果越大，這一規(guī)律符合金屬材料韌性變化的一般規(guī)律。

圖8 不同溫度下10CrNiCu船體鋼的損傷參數(shù)Fig.8 Critical damage parameter of 10CrNiCu hull steel at reference temperature

圖9 試驗(yàn)溫度對(duì)臨界損傷參數(shù)的影響Fig.9 Effect of test temperature on critical damage parameter

-60 ℃和20 ℃兩種極限溫度試驗(yàn)后樣品的宏觀斷口形貌見圖10。從圖中可以看出，對(duì)于同種試樣，兩種試驗(yàn)溫度下所展現(xiàn)的宏觀斷口形貌有明顯差異。對(duì)于R0=1.2 mm 的缺口試樣，在-60 ℃時(shí)，斷口出現(xiàn)一條明顯裂紋，而在20℃時(shí)微孔狀的纖維區(qū)較為明顯，對(duì)于無(wú)缺口試樣，情況基本類似，而且-60 ℃的無(wú)缺口試樣斷口出現(xiàn)多條二次裂紋，表明材料塑性變形顯著減少，韌性有所下降。宏觀裂紋產(chǎn)生的原因前文已有所提及，不再贅述。缺口試樣兩種極限溫度所表現(xiàn)出斷口特征的巨大差異表明：10CrNiCu 船體鋼在低溫條件下塑性變形較差，局部出現(xiàn)脆性特征，即低溫條件降低了臨界損傷參數(shù)，這一斷口特征與其試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果相對(duì)應(yīng)。

圖10 不同試驗(yàn)溫度斷口宏觀形貌（×30）Fig.10 Macro fracture morphology at reference test temperature（×30）

兩種極限溫度下，缺口試樣和無(wú)缺口試樣斷口的微觀形貌見圖11。可以看出，不論是有缺口試樣還是無(wú)缺口試樣，溫度因素對(duì)斷口形貌的影響較大。對(duì)于缺口試樣（R0=1.2 mm），微觀形貌差異尤其明顯，在-60 ℃時(shí)，樣品斷口相對(duì)平坦，斷口以細(xì)小微孔為主，局部脆性特征明顯，韌窩數(shù)量較少，平均尺寸約為15 μm。在20 ℃時(shí)，斷口形貌以韌窩為主，且尺寸較大，平均尺寸約為40 μm，表明材料斷裂過(guò)程中塑性變形較大。對(duì)于無(wú)缺口試樣，在-60 ℃時(shí)，斷口上出現(xiàn)多條明顯裂紋，且局部區(qū)域脆性特征明顯，溫度提升到20 ℃后，斷口韌窩數(shù)量明顯增加，平均尺寸約為10 μm?？v向?qū)Ρ葋?lái)看，缺口試樣斷口上具有較為顯著的塑性特征，與有限元模擬結(jié)果相一致?？傊?，隨著試驗(yàn)溫度的升高，斷口表現(xiàn)出明顯塑性增強(qiáng)的趨勢(shì)。也就是說(shuō)，試驗(yàn)溫度提升，10CrNiCu 船體鋼的韌性增強(qiáng)，進(jìn)而表明臨界損傷參數(shù)與試驗(yàn)溫度有著明顯的依賴關(guān)系，溫度越高，臨界損傷參數(shù)越大。

圖11 不同試驗(yàn)溫度斷口微觀形貌（×1000）Fig.11 Micro fracture morphology at reference test temperature（×1000）

3 結(jié) 論

通過(guò)在不同加載速率和不同溫度條件下對(duì)10CrNiCu 船體鋼臨界損傷參數(shù)的測(cè)試，以及對(duì)斷裂后樣品的斷口形貌特征的觀察，揭示了臨界損傷參數(shù)與試驗(yàn)加載速率和試驗(yàn)溫度的相關(guān)性，獲得了以下結(jié)論：

（1）缺口試樣的塑性變形主要集中在缺口部位，缺口半徑越小，等效塑性應(yīng)變?cè)酱?，等效塑性?yīng)變隨缺口半徑增加呈指數(shù)下降趨勢(shì)；

（2）在0.1～100 mm/min 加載速率范圍內(nèi)，臨界損傷參數(shù)變化小于5%，表明試驗(yàn)加載速率對(duì)測(cè)試臨界損傷參數(shù)影響不大；

（3）在-60～20 ℃范圍內(nèi)，臨界損傷參數(shù)隨溫度降低而減小，與20 ℃相比，-60 ℃的臨界損傷參數(shù)值下降14.4%，說(shuō)明在測(cè)試金屬材料臨界損傷參數(shù)時(shí)需要考慮溫度的影響；

（4）對(duì)于同種試樣，加載速率對(duì)試樣斷口形貌沒(méi)有明顯的影響作用，試驗(yàn)溫度升高，則會(huì)使斷口塑性變形量增大，材料韌性增強(qiáng)，樣品斷口形貌的變化規(guī)律與有限元分析結(jié)果相吻合，并且支持了試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果。

項(xiàng)目組前期已經(jīng)發(fā)表了臨界損傷參數(shù)與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)性的研究成果[14]。本文進(jìn)一步試驗(yàn)研究了臨界損傷參數(shù)與加載速率和試驗(yàn)溫度兩種試驗(yàn)參數(shù)的相關(guān)性。然而，臨界損傷參數(shù)僅是韌性斷裂的指標(biāo)之一，要將臨界損傷參數(shù)應(yīng)用于艦船設(shè)計(jì)仍需要進(jìn)行大量的相關(guān)研究和試驗(yàn)驗(yàn)證工作。