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金屬材料的沖擊試驗

發布日期:2019-02-16 18:04:34 點擊次數: 字號: [默認] [] [] []
摘要:金屬材料沖擊試驗是一種動態力學性能試驗,主要用來測定沖斷一定形狀的試樣所消耗的功,又叫沖擊韌性試驗。 根據試樣形狀和破斷方式,沖擊試驗分為彎曲沖擊試驗、扭轉沖擊試驗和拉伸沖擊試驗三種。
金屬材料沖擊試驗是一種動態力學性能試驗,主要用來測定沖斷一定形狀的試樣所消耗的功,又叫沖擊韌性試驗。
 
根據試樣形狀和破斷方式,沖擊試驗分為彎曲沖擊試驗、扭轉沖擊試驗和拉伸沖擊試驗三種。
 
橫梁式彎曲沖擊試驗法操作簡單,應用最廣。中國有關標準規定采用橫梁式試驗法,所用標準試樣以U形缺口試樣和V形缺口試樣為主。
 
彎曲沖擊試驗是20世紀初夏比(G.Charpy)提出的,以后獲得廣泛使用。
 
Charpy impact test 是用以測定金屬材料抗缺口敏感性(韌性)的試驗。參考標準EN 10045。
 
制備有一定形狀和尺寸的金屬試樣,使其具有U形缺口或V形缺口,在夏比沖擊試驗機上處于簡支梁狀態,以試驗機舉起的擺錘作一次沖擊,使試樣沿缺口沖斷,用折斷時擺錘重新升起高度差計算試樣的吸收功,即為Aku和Akv。
 
可在不同溫度下作沖擊試驗。吸收功值(焦耳)大,表示材料韌性好,對結構中的缺口或其他的應力集中情況不敏感。
 
對重要結構的材料近年來趨向于采用更能反映缺口效應的V形缺口試樣做沖擊試驗。
 
 
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報告應包含:結果及試驗報告歐洲標準編號;材料名稱、試樣標識;試樣尺寸;缺口類型;試驗溫度;擺錘標稱打擊能量;吸收能量 KV,KU。
 
韌性-脆性轉變是金屬材料隨溫度降低由韌性狀態過渡到脆性狀態致使沖擊韌度急劇降低的現象。
 
從韌性角度選材,最重要的是要知道韌性-脆性轉變溫度Tk(℃)。Tk通常是根據沖擊功(或沖擊韌度)、斷口形貌特征、變形特征與溫度的關系求得。
 
根據落錘試驗和動態撕裂試驗求得的零塑性轉變溫度,可以建立表征應力、缺陷和工作溫度關系的斷裂分析圖。
 
此外,工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力,即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak,單位為焦耳(J)。
 
一般把Ak值低的材料稱為脆性材料,Ak值高的材料稱為韌性材料。Ak值取決于材料及其狀態,同時與試樣的形狀、尺寸有很大關系。
 
Ak值對材料的內部結構缺陷、顯微組織的變化很敏感,如夾雜物、偏析、氣泡、內部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使Ak值明顯降低;同種材料的試樣,缺口越深、越尖銳,缺口處應力集中程度越大,越容易變形和斷裂,沖擊功越小,材料表現出來的脆性越高。

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