1、鋼材因其具有良好的力學性能、經濟性能和使用性能等優(yōu)點，在船舶、橋梁、壓力容器、電力鐵塔、高層建筑、油氣管道等民用和工業(yè)設施領域得到廣泛地應用，是國民經濟建設和國防建設中的重要材料。但無論是在安裝還是在實際服役過程中都會受到溫度和塑性變形的影響。針對這兩種影響因素，本文選取Q420高強結構鋼和X80管線鋼為研究對象，系統(tǒng)研究了溫度和塑性預應變對鋼材力學性能及其斷裂韌度的影響，并基于局部法對其斷裂行為進行了預測。
　　 首先根據(jù)沖擊

2、試驗結果得出Q420高強結構鋼和X80管線鋼的韌-脆轉變溫度區(qū)間。然后對這兩類鋼材的原材料和預應變材料分別進行了不同溫度下的拉伸試驗。試驗結果表明，鋼材的屈服強度和抗拉強度隨著溫度的降低而增大，塑性隨著溫度的降低而減小；拉預應變因工作硬化提高了鋼材的屈服強度與抗拉強度，而壓預應變因包申格效應降低了鋼材的屈服強度與抗拉強度，但兩者都降低了鋼材的塑性。此外，無論是拉預應變還是壓預應變對屈服強度的影響程度更大。
　　 利用標準三點彎曲

3、試樣分別測試了Q420高強結構鋼和X80管線鋼原材料和預應變材料在不同溫度下的斷裂韌度。試驗結果表明，溫度對鋼材的斷裂韌度具有顯著影響，其隨著溫度的降低顯著減小，斷裂形式也由延性斷裂向脆性斷裂轉變；無論是拉預應變還是壓預應變都降低了鋼材的斷裂韌度，進一步引起鋼材斷裂形式的轉變。此外，本文并對不同斷裂方式下的試樣斷口形貌進行了分析。
　　 通過有限元數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，溫度和預應變對試樣斷裂時裂紋尖端區(qū)域應力應變場的增大作用促進了材

4、料的脆性斷裂，即彈塑性材料的斷裂主要取決于裂紋尖端的應力應變場及其微觀斷裂過程。
　　 本文將局部法應用于結構鋼和管線鋼預應變材料的斷裂行為研究。研究發(fā)現(xiàn)，不同溫度下的原材料試樣和預應變材料試樣發(fā)生斷裂時，在相同斷裂概率下的威布爾應力基本相同，并基于局部法理論由原材料試樣的試驗結果成功預測了不同溫度下預應變試樣的斷裂韌度概率分布。此外，本研究提出了一個簡單的參考溫度△Tp評定方法：在服役溫度T下的預應變材料試樣的臨界CTOD值可