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CTOD實驗簡介

海洋鋼結構以及超大噸位船體目前都采用厚板結構，由于其板厚大，焊接接頭繁多，接頭形式復雜，因此具有良好的斷裂韌性顯得越來越重要，材料的韌性是材料強度和塑性的綜合表現，與材料本身、熱處理及加工工藝有關。而斷裂韌性是基于斷裂力學的概念，假定結構中存在缺陷-裂紋，研究其承載能力，受到載荷作用時，裂紋尖端高度應力集中，將發生塑性變形，導致裂紋尖端的鈍化，裂紋表面也隨之張開。CTOD(Crack Tip Opening Displacement)就是裂紋尖端表面張開的位移量δ，δ可以作為裂紋尖端應力場強度的度量，δ值越大，裂紋尖端的抗開裂性能越好；反之，韌性越差。

依照EEMUA 158:1994規范，對厚度50mm以上的鋼板要做焊后熱處理（PWHT）或CTOD試驗。挪威規范Norske Standard M101規定：鋼板厚度超過50mm的焊接接頭須進行CTOD試驗；若屈服強度超過500MPa，則鋼板厚度超過30mm時，其焊接接頭就必須做CTOD試驗。

海洋結構以及船體結構均采用大厚板進行焊接，通常采用PWHT來消除焊后殘余應力，改善焊接接頭的斷裂韌性，但是PWHT成本高，施工周期長，因此有必要采用更經濟高效的替代方法。在DNV-OS-F101標準中規定“當斷裂韌性達到一定要求值時，可免除焊后熱處理”，可通過CTOD試驗進行斷裂韌性測試。根據船級社及鋼結構相關規范說明，歐美國家的制造業，在焊接厚度≥50mm鋼板時，為免除焊后熱處理，廣泛采用CTOD試驗作為測試手段。

天泰CTOD實驗采用Instron8802動態試驗系統，最低實驗溫度可達零下30℃，對60~90mm厚EH36/EH47等高強鋼板及焊縫均可進行相關CTOD實驗。

部分產品CTOD實驗結果如下：

TF-210+Ni1K  斷口形貌

TF-210+Ni1K  F-V曲線