还剩1页未读,继续阅读
文本内容:
冲击实验
一、实验目的了解摆锤式冲击试验机的构造原理、操作方法及冲击试样的形状和尺寸
1.掌握金属材料的冲击试验方法及以在不同热处理状态下的冲击试验
2.
二、实验原理冲击实验是一种动态力学试验,它是将一定形状及尺寸的试样放置在冲击试验机的固定支座上,然后将具有一定位能的摆锤释放,使试样在冲击弯曲负荷下断裂用梅氏试样试验时.;把冲断试样所消耗的功除以试样缺口处的横截面积所得的商称为冲击韧性(或冲击值),Ak,F以表示akak=kgf•m/cm2金属在常温下的冲击试验较为简便易行,其冲击韧性受材料的质量,如晶粒粗细、回火脆性、过热、过烧、内部裂纹、白点、夹杂、纤维组织的各向异性等的影响,并常用这种方法确定低碳钢材的应变时效敏感性具有体心立方或密排六方的金属及其合金,特别是工业上常用的结构钢,均会产生冷脆断裂现象,即当试验温度低于某一温度时,材料将转变为脆性状态其冲击值明显降低,这Tk种现象称为冷脆转变现象,称为冷脆转变温度,这是衡量材料冷脆倾向的性能指标Tk系列冲击试验就是将所需试验的材料,加工成一定形状和尺寸相同的冲击试样,分别在一系列不同温度下进行冲击试验,以确定材料冷脆转化温度的方法.常用冷脆转变温度表示方法有两种;一种是用形缺口的梅氏冲击试样,在规定的摆锤U刀口尺寸及支座尺寸的冲击试验机上,进行不同温度下的冲击试验,测出冲击韧性随试验ak温度变化的曲线,在曲线上与对应温度定为冷脆转变温度另一方法是用形缺
0.4akmax Tk;V口的夏氏冲击试样,在另一种规定的刀口尺寸支座尺寸的冲击试验机上进行不同温度下的冲击试验,然后测量试样断口上纤维状韧性断口一结晶状脆性断口面积的比,通常取这种微口面积均为时的相应温度,定为冷脆转变温度,用符号表示我国和苏联以前多用前50%50%FATT一种表示方法,英、美等西方国家多用后一种表示方法两种表示方法都在规定试验条件下得到结果,相互没有换算关系冲击试样一侧开有型或型缺口,与之相对应的另一侧不开缺口,承受摆锤的撞击一U V般说来,在拉伸断口中出观的断口三区域,也都在冲击断口中出现“首先在缺口附近形成裂纹源,然后是纤维区、放射区及剪切屑,剪切唇沿无切口的其他三侧边分布纤维区向放射区或剪切唇相连接的边界常呈弧形冲击断口的另一特征是,由于在摆锤的冲击下,缺口一侧V受张应力,不开缺口的另一侧受压应力,在整个断面上受力方向不同,所以当受张应力的放射区进入受压区时可能消失1纤维区因弱剪切唇三二裂纹扩展方向型缺口试样的冲击断口及其示意图V
三、实验设备及试验、冲击试验机1常用的摆锤式冲击试验机的构造如图所示1用梅氏试样做冷脆转变温度试验和用夏氏试样做实验所用的冲击试验机,其刀口和FATT支座的形状及尺寸如图所示目前我国生产上使用较多的为适用于梅氏冲击试样的试验机,2如果用这种试验机来冲断夏氏试样,以测定材料的值,其结果与严格依照规范做出来的FATT值往往是不一致的型梅氏试样冲击试验机的使用方法如下JB-30试验前,必须对试验机进行检查并进行空击试验,校正指针零点安放试样时采用专用样规,以保证试样缺口与支座跨距中心相重合试验时,首先搬动开关接通电源,然后按“摆臂下降”按钮,摆臂取摆锤后升高至一定角度停下,用样规把试样放在试验机支座的钳口中间,同时把试验机读数盘指针拨至满刻度处然后按“冲击”按钮,摆锤脱离摆臂下降冲击试样,当摆锤冲击试样后又返回到新的最高位置后再按“停止”按钮,使摆锤制动停车,记下试验机指针在表盘上所指位置的数值()J即为冲断试样所消耗的冲击功以此计算试样的冲击韧性Ak,ako目前我国材料试验机厂还生产有高低温冲击试验机,能够自动扬摆和冲击,自动控温和从加热或低温度器中将试样自动推送到试验机支座上,是一种较为优越的试验机无论使用何种类型试验机,都应特别注意安全,防止摆锤和击断的试样飞出伤人图摆锤冲击试验机1图冲击试样及冲击试验机刀口、支座的形状及尺寸()梅氏)夏氏2a(b.试样2常用的梅氏及夏氏冲击试样的形状及尺寸如图所示2试样坯料经热处理后,在平面磨床上磨光再开缺口对硬度较低的材料,可用铳、拉、钻等方法加工对硬度较高的材料,则需用砂轮磨削,缺口加工后最好在其根部加少许金刚砂,用一根直径相当的细铁丝进行研磨,以除去刀痕缺口的几何形状及尺寸的偏差,会使试验结果误差较大,甚至无效因此,对缺口应严格检查;如能用放大倍轮廓投影仪或工具20〜50显微镜检查则更好
四、实验步骤本实验测定低碳钢(正火状态)的冲击韧性.试验温度定为室温Q235测定淬火+回火状态下的冲击韧性.试验温度定为室温GCH5实验进行的步骤()检查试验,校正指针的零点位置1()将试样编号(打上钢印或电刻),测量试样尺寸(精确到()记于附表中2Hmm,()将冲击试样放在试验机支座上,将指针拨回零点3()冲击试验按冲击按钮按停止按钮5()记录冲击功对断口进行观察,测定断口各个区的大小6
五、实验结果分析和处理、将每一种试验温度下所得的几个试样的值,分别记录于表中、不要取平均值不同1ak的试样,除记录其值外,尚需注明“未打断”,必要时还需记录试样的弯折角ak、测试室温下热处理前后的断口分区大小及形成原因2
六、实验报告简述实验目的
1.实验用的设备及材料
2.冲击试验原理
3..试验数据处理及分析4分析两种状态下的值不同的原因
(1)ak()绘制两种状态下断口分区图并标出大小,说明二者不同的原因2。