西安交通大学材料力学性能实验报告—冲击韧性

合集下载

材料的冲击韧性

材料的冲击韧性

材料的冲击韧性一、冲击韧性的定义冲击韧性:当试验机的重摆从一定高度自由落下时,在试样中间开V型缺口,试样吸收的能量等于重摆所作的功W。

若试件在缺口处的最小横截面积为A,则冲击韧性αk为:式中αk的单位为J/cm2 。

冲击实验有两种:V型和U型,一般情况下V 型冲击功测的数据小于U 型的冲击功值。

钢材的冲击韧性越大,钢材抵抗冲击荷载的能力越强。

αk值与试验温度有关。

有些材料在常温时冲击韧性并不低,破坏时呈现韧性破坏特征。

但当试验温度低于某值时,αk突然大幅度下降,材料无明显塑性变形而发生脆性断裂,这种性质称为钢材的冷脆性冲击韧性是一个对材料组织结构相当敏感的量,所以提高材料的冲击韧性的途径有:改变材料的成分,如加入钒,钛,铝,氮等元素,通过细化晶粒来提高其韧性,尤其是低温韧性;提高材料的冶金质量,减少偏析,夹渣等。

二、缺口冲击试验的应用缺口冲击韧性试验的应用,主要表现在两方面:1.用于控制材料的冶金质量和铸造,锻造,焊接及热处理等热加工工艺的质量。

2.用来评定材料的冷脆倾向。

而评定脆断倾向的标准常常是和材料的具体服役条件相联系的。

在这种情况下所提出的材料冲击韧性值要求,虽然不是一个直接的服役性能,但应理解为和具体服役条件有关的性能指标。

材料因温度的降低导致冲击韧性的急剧下降并引起脆性破坏的现象叫作冷脆。

可将材料的冷脆倾向归结为3种类型,如图2-15所示。

三.冷脆转化温度的评定工程上希望确定一个材料的冷脆转化温度,在此温度以上只要名义应力还处于弹性范围,材料就不会发生脆性破坏。

在冷脆转化温度的确定标准一旦建立之后,实际上是按照冷脆转化温度的高低来选择材料。

例如,有两种材料A和B,在室温以上A的冲击韧性高于B,但当温度降低时,A的冲击韧性就急剧下降了,如按冷脆转化温度来选择材料时应选材料B,见图2-16。

(1)断口形貌特征:在这种类型时,使用得最多的称为断口形貌转化温度FATT,是根据断口上出现50%纤维状的韧性断口和50%结晶状态的脆性断口作标准的。

冲击韧性试验报告

冲击韧性试验报告

冲击韧性测定试验报告一、 实验目的1. 掌握冲击试验机的结构及工作原理2. 掌握测定试样冲击性能的方法二﹑实验内容测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度,观察破坏情况,并进行比较。

三﹑实验设备3. 冲击试验机4. 游标卡尺图1-1冲击试验机结构图四﹑试样的制备若冲击试样的类型和尺寸不同,则得出的实验结果不能直接比较和换算。

本次试验采用U 型缺口冲击试样。

其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定,见图1-2。

加工缺口试样时,应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。

试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。

图1-2 冲击试样五﹑实验原理冲击试验利用的是能量守恒原理,即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。

试验时,把试样放在图1-2的B 处,将摆锤举至高度为H 的A 处自由落下,冲断试样即可。

摆锤在A 处所具有的势能为:E=GH=GL(1-cos α) (1-1)冲断试样后,摆锤在C 处所具有的势能为:E 1=Gh=GL(1-cos β)。

(1-2)势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K :A K =E-E 1=GL(cos β-cos α) (1-3)式中,G 为摆锤重力(N );L 为摆长(摆轴到摆锤重心的距离)(mm );α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度;β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。

h L G H图1-3冲击试验原理图六﹑实验步骤1. 测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。

2. 根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。

3. 安装试样。

如图1-4所示。

图1-4冲击试验示意图4. 进行试验。

将摆锤举起到高度为H 处并锁住,然后释放摆锤,冲断试样后,待摆锤扬起到最大高度,再回落时,立即刹车,使摆锤停住。

5. 记录表盘上所示的冲击功A KU 值.取下试样,观察断口。

试验完毕,将试验机复原。

6. 冲击试验要特别注意人身的安全。

七﹑实验结果处理1.计算冲击韧性值αKU . αKU =0S A KU(J/cm 2) (1-4)式中,A KU为U型缺口试样的冲击吸收功(J); S0为试样缺口处断面面积(cm2)。

材料力学性能05_冲击

材料力学性能05_冲击
命N。如果采用不同的冲击能量A就可以得到一系列相应的冲击寿命N,作图可得 A-N曲线。将A-N曲线外延到与纵坐标相交,便得到了一次冲断的吸收能量K。
高强低韧材料1和高韧低强材料2 的A-N曲线有一个交点。说明在 大能量低冲击寿命下,高韧低强 材料2的多冲抗力居上,而在小 能量高冲击寿命时,高强低韧材 料的多冲抗力居上。因此,材料 抵抗大能量一次冲击的能力主要 取决于材料的塑性和韧性,而抵 抗小能量多次冲击的能力则主要 取决于材料的强度。
2020/7/9
18/24
SHPB冲击试验与应力波分析
SHPB实验原理是将试样夹持于两个 细长弹性杆(入射杆与透射杆)之间, 由圆柱形子弹以一定的速度撞击入射 弹性杆的另一端,产生压应力脉冲并 沿着入射弹性杆向试样方向传播。当 应力波传到入射杆与试样的界面时, 一部分反射回入射杆,另一部分对试 样加载并传向透射杆,通过贴在入射 杆与透射杆上的应变片可记录人射脉 冲,反射脉冲及透射脉冲。当材料在 受冲击时瞬间变形可近似地视为恒应 变率,由一维应力波理论可以确定试 样上的应变率、应力、应变。
(2) 弹塑性响应 当冲击载荷产生的应力超过屈服强度而低于104MPa时,材料的响应可用耗散过程来 描述,同时应考虑大变形、粘滞性、热传导等,本构方程十分复杂,呈非线性。
(3) 流体动力学—热力学响应 当冲击载荷产生的应力超过材料强度几个数量级,达到106MPa或更高,材料可作为 非粘性可压缩流体处理,其真实结构可不予考虑,材料的响应可用热力学参数来描 述,其本构关系可用状态方程表示,也为非线性。
2020/7/9
3/24
材料的冲击破坏
载荷以高速度作用于材料的现象称为冲击。材料在冲击载荷作用下 发生的破坏与静载破坏有着不同的特点。冲击破坏过程中的应力波效应 是造成这一差异的主要根源。此外材料的应变率性效应也会对材料的冲 击破坏产生影响。设法在实验测试中将材料的应力波效应与应变率效应 解耦是测定材料动态本构关系的关键。

四、冲击韧性

四、冲击韧性

(前)
–mgh
试验方法
(后)
4.韧性评价指标 冲击韧性值a k 就是试样缺口处 单位截面积上所消耗的冲击功。
(J) Ak k So
J/cm2
5.意义 a k越大,韧性越好,材料被冲断时吸收的冲击功越多。 能量既不会凭空产生,也不会凭 空消失,它只能从一种形式转化 当材料强度相差不大时,其冲击韧性越高,则抵抗大能 物体由于被举高而具有的能叫 为其他形式,或者从一个物体转 量冲击的能力就越强。a k 受温度的影响较大,对材料的 做重力势能mgh (h为相对高 移到另一个物体,在转化或转移 试样缺口点的作用: 组织缺陷十分敏感。 冲击时使材料在缺口附近造成应力集中,使塑性变形 度)。 的过程中,能量的总量不变。这 局限在缺口附近不大的体积范围内,并保证在缺口处发生发生破 注:冲击韧性取决于材料的强度与塑性,但与塑性的关系更大一些。 就是能量守恒定律。 断,以便正确确定材料承受冲击载荷的能力。——缺口效应 思考:重力势能?能量守恒定律
四、冲击韧性
那些零件设计时需要考虑冲击韧性?
冲击载荷
1、冲击韧性 ——金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。 (韧性)是指金属在断裂前吸收变形能量的能力,它表示材料抗冲击的能力。 试验原理
2、测试方法冲击吸收功A k
A k= m g H

【2017年整理】冲击韧性试验报告

【2017年整理】冲击韧性试验报告

【2017年整理】冲击韧性试验报告
2017年,为了更好地研究钢材的冲击韧性,我们在研究中心进行了一系列试验。

首先,我们用一定的压力去评价钢材的冲击韧性,并将实验结果用图表形式展示出来。

接着,我
们尝试不同的温度和湿度去测试钢材的冲击韧性。

最后,我们研究了钢材的不同厚度和种
类对其冲击性能的影响。

实验结果显示,钢材的冲击韧性随着加载的压力的增加而增加。

此外,当温度和湿度
发生变化时,钢材的冲击韧性有所减弱。

此外,研究发现,不同种类和厚度的钢材具有不
同的冲击韧性,这受到了不同材料的化学性质和结构特性的影响。

因此,通过该试验可以更好地了解钢材的冲击韧性,并有效地分析各种情况下的冲击
韧性特征。

这有助于我们提高钢材的使用性能,并为人们提供更可靠的产品。

通过本次试验,我们可以得出冲击韧性试验的有效结论。

冲击韧性实验

冲击韧性实验

3.金属材料在冲击载荷作用下塑性变形难于充分进行。 在冲击载荷下,塑性变形主要集中在某些局部区域, 这种不均匀情况限制了塑性变形的发展,导致屈服强 度和抗拉强度提高。且屈服强度提高得较多,抗拉强 度提高得较少。 4.塑性和韧性随着应变率增加而变化的特征与断裂方式 有关。
§3.2 金属材料的低温脆性
3.工程意义
(1)考核材料的多次冲击抗力; (2)作为受多次冲击零件的设计依据。
三.冲击脆化效应
1.冲击弹性变形总能跟上冲击外力的变化,因而应变率 对金属材料的弹性行为及弹性模量没有影响。而应变 速率对塑性变形、断裂及有关的力学性能有显著的影 响。 2.在冲击载荷作用下,瞬间作用于位错上的应力相当 高,结果造成位错运动速率增加,使派纳力 τp-n 增大。 运动速率愈大,则能量愈大、宽度愈小,故派纳力愈大。 结果滑移临界切应力增大,金属产生附加强化。
2.试验结果
样品破坏前 N ﹤1000~500次者,破坏规律及形态与一 次冲击相同; 样品破坏前 N﹥100000次者,破坏规律及形态与疲劳相 似。可概括为如下一些规律: (1)冲击能量高时,材料的多次冲击抗 力主要取决于塑 性;冲击能量低时,材料的多冲抗力主要取决于强度。 (2)不同的冲击能量要求不同的强度与塑性配合。 (3)材料强度不同对冲击疲劳抗力的影响不同。高强度钢 和超高强度钢的塑性和冲击韧性对提高冲击疲劳抗力有较 大作用;而中、低强度钢的塑性和冲击韧性对提高冲击疲 劳抗力作用不大。
在低碳合金钢中,经不完全等温处理获得贝氏体和马氏 体的混合组织,其韧性比单一马氏体或单一贝氏体组织要 好。 在马氏体钢中存在稳定残余奥氏体,可以抑制解理断 裂,从而显著改善钢的韧性。马氏体钢中的残余奥氏体膜 也有类似作用。 钢中碳化物及夹杂物等第二相对钢的脆性的影响程度取 决于第二相质点的大小、形状、分布、第二相性质及其与 基体的结合力等性质有关。

西安交通大学材料力学性能试验报告——冲击韧性(matlab画的)

西安交通大学材料力学性能试验报告——冲击韧性(matlab画的)

西安交通大学材料力学性能试验报告——冲击韧性(matlab画的)材料力学性能实验报告姓名:班级:学号:成绩:实验名称实验五缺口冲击韧性实验实验目的 1.掌握常温及低温下金属冲击试验方法;2.学会用能量法确定金属冷脆能变温度t;k3.了解冲击试验机结构、工作原理及正确使用方法。

实验设备 1.游标卡尺;2.20#钢退火态试样和40Cr调质态试样各三根;3.JBW-300示波冲击试验机;4.液氮,酒精;5.温度计。

试样示意图图1 冲击试验标准试样示意图实验结果记录20#退火态和40Cr调质态试样的冲击吸收总功记录见附录。

根据裂纹形成能量、裂纹扩展能量以及总冲击能量,以及冲击记录的示波图,得到,裂纹萌生功= 裂纹形成能量;裂纹扩展功=裂纹扩展能量-裂纹形成能量;裂纹撕裂功=总冲击能量-裂纹扩展能量。

20#退火态和40Cr调质态试样的裂纹萌生功、裂纹扩展功和裂纹撕裂功分别见表1和表2:表1 20#退火态各试样的裂纹萌生、扩展、撕裂功记录表试样编号温度/℃裂纹萌生功/J裂纹扩展功/J裂纹撕裂功/J1-1 20 45.8112 0.4700 1.33701-3 20 44.0039 2.2082 20.17314-4 20 30.6656 1.7666 15.3820-2 0 38.8878 0.2872 1.05400-3 0 38.8078 0.2678 2.39715-3 0 37.4989 0.7339 2.47645-2 0 35.4670 0.3494 1.76661-4 -30 6.6485 0.3104 2.40011-6 -30 6.7921 0.3238 2.8115表1 40Cr调质态各试样的裂纹萌生、扩展、撕裂功记录表试样编号温度/℃裂纹萌生功/J裂纹扩展功/J裂纹撕裂功/J1-2 20 50.23431.400618.3959A-1 20 42.08852.161326.5258B-3 0 41.405 1.4651 14.6755D-3 0 33.69080.746325.86235-3 0 39.57931.1635 4.59205-2 -30 33.98251.2214 5.18192-2 -30 26.90172.665929.03643-2 -60 32.28441.481619.57542-2 -60 47.68990.3546 9.17776-3 -90 40.595 2.3280 10.0549 9实验数据处理根据表1和表2,以及各试样在不同温度下的冲击吸收功,做各试样的冲击吸收总功、裂纹萌生功、裂纹扩展功和裂纹撕裂功与温度的关系曲线,分别得到图2—9八幅图:-100-80-60-40-2002051015202530354045505528.7-15.0图2 20#退火态试样冲击总功与温度关系曲线-30-25-20-15-10-5051015205101520253035404550温度/℃裂纹萌生功/J图3 20#退火态试样裂纹萌生功与温度关系曲线-30-25-20-15-10-50510152000.511.522.5温度/℃裂纹扩展功/J图4 20#退火态试样裂纹扩展功与温度关系曲线-30-25-20-15-10-5051015200510152025温度/℃裂纹断裂功/J图5 20#退火态试样裂纹撕裂功与温度关系曲线-100-80-60-40-200204045505560657075温度/℃裂纹吸收总功/J56.7-47.5图6 40Cr 调质态试样冲击总功与温度关系曲线-100-80-60-40-2002025303540455055温度/℃裂纹萌生功/J图7 40Cr 调质态试样裂纹萌生功与温度关系曲线-100-80-60-40-2002000.511.522.53温度/℃裂纹扩展功/J图8 40Cr 调质态试样裂纹扩展功与温度关系曲线-100-80-60-40-20020051015202530温度/℃裂纹扩展功/J图9 40Cr 调质态试样裂纹撕裂功与温度关系曲线冷脆转变温度金属韧脆转变温度:有些金属在其使用温度降低时,其塑性、韧性便急剧降低,使材料脆化,冲击值降低,这一现象为冷脆。

实验4 冲击性能试验

实验4 冲击性能试验

实验四 冲击性能试验一. 实验目的(1)测定塑料的冲击强度,并了解其对制品使用的重要性。

(2)了解冲击实验机原理,学会使用冲击实验机。

(3)掌握试验结果处理方法,了解测试条件对测定结果的影响。

二. 实验原理冲击强度(Impact Strength)是高聚物材料的一个非常重要的力学指标,它是指某一标准样品在每秒数米乃至数万米的高速形变下,在极短的负载时间下表现出的破坏强度,或者说是材料对高速冲击断裂的抵抗能力,也称为材料的韧性。

评价材料的冲击强度最好的试验方法是高速应力-应变试验。

应力-应变曲线下方的面积与使材料破坏所需的能量成正比。

如果试验是以相当高的速度进行,这个面积就变成与冲击强度相等。

本实验采用摆锤法。

基本原理摆锤从垂直位置挂于机架的扬臂上以后,此时扬角为α(如图2-35所示),便获得一定的位能,如任其自由落下,位能转化为动能,将试样冲断,冲断以后,摆锤以剩余能量升到某一高度,升角为β。

图2-35 摆锤式冲击实验机工作原理在整个冲击实验中,按照能量守恒关系可写出下式:)(0h h n A -=(cos cos )mL βα=-式中 m -冲锤质量,kg ;α―冲锤冲前之扬角; L―冲锤摆长,m ;β―冲锤冲断试样后之升角;A―冲断试样所消耗的功,J 。

式中除β外均为已知数,故根据摆锤冲断试样后之升角β的大小,即可绘制出读数盘,由读数盘可以直接读出冲断试样时消耗的功的数值。

消耗的功除以试样的横截面积,即为材料的冲击强度σ1(kJ/m 2)。

按下式计算:1A bdσ=式中 A―冲断试样所消耗的功,kJ ;b―试样宽度,m ;d―试样厚度,m 。

:11bd A =σ 式中 A 、b 同前; d 1――缺口试样剩余宽度,m 。

三. 实验设备和材料摆锤式冲击试验仪 游标卡尺 尼龙试样四. 实验步骤(1)熟悉设备,检查机座是否水平。

(2)用卡尺测量试样中间部位的宽度、厚度,缺口试样则测量缺口处的剩余厚度,准确至0.02mm ,测量三点,取平均值。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
材料
裂纹萌生功/J
40Cr
调质态
-90℃
-60℃
-30℃
0℃
室温(20℃)
40.60
32.28
33.98
41.41
50.23
47.69
26.90
33.69
42.09
39.58
根据表六中数据得出如下图:
40Cr试样裂纹萌生功与温度关系曲线
根据40Cr调质态试样的示波冲击试验报告得出试样的裂纹扩展功:
表七40Cr试样裂纹扩展功
54.43
59.80
46.20
71.45
42.84
57.99
41.20
47.60
67.73
45.48
58.38
58.38
58.72
72.21
61.53
根据表五中数据可作出如下曲线图:
20#钢冲击吸收功(总功)和温度的关系曲线
根据40Cr调质态试样的示波冲击试验报告得出试样的萌生功:
表六40Cr试样裂纹萌生功
2.40
20.17
2.48
15.38
1.77
20#钢退火试样的裂纹断裂功与温度关系图
二.40Cr调质态
根据40Cr调质态的缺口冲击韧性试验记录表总结出试样在不同温度下的冲击吸收功(总功)
表五40Cr试样冲击吸收功(总功)
材料
冲击吸收功Ak/J
40Cr
调质态
-90℃
-60℃
-30℃
0℃
室温(20℃)
43.36
表八40Cr试样裂纹断裂功
材料
裂纹断裂功/J
40Cr
调质态
-90℃
-60℃
-30℃
0℃
室温(20℃)
10.05
19.58
5.18
14.68
18.40
9.18
29.04
25.86
26.53
4.59
根据上表,做出40Cr裂纹断裂功与温度的关系曲线:
40Cr调质态裂纹断裂功与温度关系曲线
韧脆转变温度:
20#钢退火:冲击能量为1/2(AKUMAX+AKUMIN)=1/2(7.9175+48.66)=28.29 J时韧脆转变温度为-12.5℃。
实验报告五
姓名
班级
学号
成绩
实验名称
缺口冲击韧性实验
实验目的
1.掌握常温及低温下金属冲击试验方法;
2.学会用能量法确定金属冷脆能变温度tk;
3.了解冲击试验机结构、工作原理及正确使用方法。
实验设备
JBW-300冲击试验机及20#钢试样和40Cr试样、液氮等
实验原理:
冲击试验是根据许多机器零件在工作时受到冲击载荷作用提出来的。冲击载荷是动载荷,它在短时间内产生较大的力,在这种情况下往往对材料的组织缺陷反映更敏感。在冲击试验中,我们认为材料存在截面突变、即缺口,冲击动能在零件内的分布是不均匀的,在缺口处单位体积内将吸取较多的能量,从而使该处的应力、应变值增大。因此,Ak或ak值都是代表材料缺口敏感度。冲击载荷与静拉伸的主要区别在于加载速度不同。拉伸速度一般在10-4~10-2mm/s,而冲击速度为102~104mm/s,静载荷作用于构件,一般不考虑惯性力的影响,而冲击载荷作用下惯性的作用不可忽视。
0℃
20℃
0.31
0.29
0.47
0.32
0.27
2.21
0.73
1.77
0.35
由表三中数据可得出下图:
20#钢退火试样的裂纹扩展功与温度关系图
20#钢退火试样的裂纹断裂功及与温度的关系曲线:
表四20#钢退火态试样裂纹断裂功
材料
裂纹断裂功J
20#钢
-30℃
0℃
20℃
2.40能量为1/2(AKUMAX+AKUMIN)=1/2(43.89+70.46)=57.18 J时韧脆转变温度为-47.5℃。
实验思考题
1.讨论四种功在材料韧-脆转化的过程中的作用。
答:裂纹萌生功主要表征裂纹产生的临界值;裂纹扩展功表示载荷增大到一定程度裂纹长度开始增长的值;裂纹断裂功是表示材料从裂纹扩展到最终断裂所吸收的功;冲击吸收功是评价材料抵抗外力冲击的能力。
材料
裂纹扩展功/J
40Cr
调质态
-90℃
-60℃
-30℃
0℃
室温(20℃)
2.33
1.48
1.22
1.47
1.40
0.35
2.67
0.75
2.16
1.16
根据上表,做出40Cr裂纹扩展功与温度的关系曲线:
40Cr裂纹扩展功与温度的关系曲线
根据40Cr调质态试样的示波冲击试验报告得出试样的裂纹断裂功:
Ec=Gh=GL(1-cosβ)
则冲击试样所消耗的能量,即式样的冲击吸收功为Ak=GL(cosβ- cosa)
按照国标(GB229-84及GB2106-80)规定,冲击试验试样可采用夏比U型缺口和夏比V型缺口两种试样。如下图所示:
夏比V型缺口试样形状和尺寸图
夏比U型缺口试样形状和尺寸
宏观断口示意图:
韧性断口脆性断口
数据记录与处理:
一.20#钢退火态
由缺口冲击韧性实验记录表中数据,总结出如下表:
表一20#钢试样冲击吸收功(总功)
材料
冲击吸收功Ak/J
20#钢
-90℃
-60℃
-30℃
0℃
室温(20℃)
6.45
7.84
9.54
41.04
48.59
9.99
9.33
10.12
42.31
46.28
7.57
本次实验所用的仪器型号及特性:
本次实验所用的是JBW-300冲击试验机,利用能量守恒定律将具有一定形状和尺寸的带有U或V型缺口试样在冲击作用下冲断,以测定其冲击吸收功Ak或冲击韧性值ak。
冲击试验原理图
根据上图,摆锤在A位置时具有的能量为:
EA=GH=GL(1-cosa)
当摆锤下落冲击试样后扬起到C位置时,具有的能量为:
材料
裂纹萌生功J
20#钢
-30℃
0℃
20℃
6.65
38.89
45.81
6.79
38.81
44.00
37.50
30.67
35.47
由表二中数据可得出下图:
20#钢退火试样的裂纹萌生功与温度关系图
20#钢退火试样的裂纹扩展功及与温度的关系曲线:
表三20#钢退火态试样裂纹扩展功
材料
裂纹扩展功J
20#钢
-30℃
2.缺口冲击韧性试验能评定哪些材料的低温脆性?哪些材料不能用此方法检验和评定?这种试验方法本身在防止材料脆性断裂方面有什么局限性?
答:缺口冲击韧性试验评定那些含有缺口的,力学性能表现出一定脆性的材料。主要是评定在低温、高应变速率下材料所受的影响。而那些塑性材料则不能用此方法检验和评定。例如,面心立方材料冲击韧性很高,其力学性能不会因温度的变化而发生太大变化,不会发生低温冷脆现象,因此这类材料不适合用冲击韧性来检验和评定;而一些高强度钢,在室温时的冲击韧性就很低,如果材料内部含有裂纹或表面含有缺口时可在较大的温度范围内,在不同应变速率下都能发生脆性破坏。因此这类材料可以用冲击韧性来评定和检验。在这个实验当中,由于试样对缺口很敏感,材料的冲击韧性只能作为定性研究,无法准确求出一个确定的值。这就是试验方法的局限性。
3.20#钢正火态用夏比U型缺口和夏比V型缺口两种缺口试样得到的冷脆转化温度是否相同?为什么?由此讨论冷脆转化温度的意义和实际应用中应该注意的问题。
答:两种缺口得到的冷脆转化温度不相同。因为材料对缺口很敏感,在缺口的形状及尺寸不同的情况下,缺口处所形成的应力场也不同,从而冷脆转化温度肯定有所差别。冷脆转化温度对材料的使用性能有很大的意义,通过冷脆转化温度我们可以判定材料的脆性从而选择使用材料的物理环境。影响冷脆转化温度的因素很多,比如成分、热处理方法、缺陷及缺口形状和尺寸等等。
6.61
10.18
38.34
50.99
7.66
41.53
48.78
根据上表可作出下图:
20#钢冲击吸收功(总功)和温度的关系曲线
裂纹断裂吸收功(总功)可由裂纹萌生功、裂纹扩展功和裂纹断裂功三个部分组成。由20#钢退货试样的示波冲击试验报告得出试样的萌生功,现做表如下:
表二20#钢退火试样的裂纹萌生功
相关文档
最新文档