冲击实验报告
冲击试验实训报告

一、实训目的本次冲击试验实训的主要目的是通过实际操作,使学生掌握冲击试验的基本原理、方法和步骤,了解冲击试验在材料、构件和设备中的应用,提高学生的实际操作能力和分析问题的能力。
二、实训内容1. 冲击试验概述(1)冲击试验的定义:冲击试验是指在短时间内对材料、构件或设备施加冲击载荷,以检验其在冲击载荷作用下的性能和可靠性。
(2)冲击试验的分类:根据冲击载荷的形式,冲击试验可分为机械冲击试验、热冲击试验、电冲击试验等。
2. 机械冲击试验(1)试验设备:冲击试验机、试样、温度计、计时器等。
(2)试验步骤:①将试样放置在冲击试验机上,调整好冲击速度和试验温度。
②启动冲击试验机,使冲击头与试样接触,产生冲击载荷。
③记录冲击载荷的大小、冲击次数和试样破坏情况。
④分析试验数据,评估试样的冲击性能。
3. 热冲击试验(1)试验设备:热冲击试验箱、试样、温度计、计时器等。
(2)试验步骤:①将试样放置在热冲击试验箱中,调整好试验温度。
②快速将试样从高温区转移到低温区,或从低温区转移到高温区。
③记录试样在热冲击过程中的温度变化和破坏情况。
④分析试验数据,评估试样的热冲击性能。
4. 冲击试验数据分析(1)试验数据的整理:将试验数据记录在表格中,包括冲击载荷、冲击次数、试样破坏情况等。
(2)试验数据分析:根据试验数据,分析试样的冲击性能,如冲击韧性、疲劳寿命等。
三、实训结果与分析1. 机械冲击试验结果与分析本次实训中,我们对不同材质的试样进行了冲击试验。
试验结果表明,不同材质的试样在冲击载荷作用下的破坏情况不同。
例如,低碳钢试样在冲击载荷作用下容易发生脆性断裂,而高碳钢试样则具有较高的韧性。
2. 热冲击试验结果与分析本次实训中,我们对不同材质的试样进行了热冲击试验。
试验结果表明,试样在热冲击过程中的温度变化与材料的导热性能、热膨胀系数等因素有关。
此外,热冲击试验还可以评估试样的热稳定性。
四、实训总结通过本次冲击试验实训,我们掌握了冲击试验的基本原理、方法和步骤,了解了冲击试验在材料、构件和设备中的应用。
低碳钢冲击实验报告

低碳钢冲击实验报告实验目的本实验旨在研究低碳钢在冲击载荷下的性能表现,了解其韧性和抗冲击性能。
实验装置和材料实验装置- 万能试验机- 冲击试验机- 试验样件夹具实验材料- 低碳钢试样- 冲击试验设备所需附件实验设计试样准备从钢材供应商处取得的低碳钢材料,经过切割,打磨和冷处理等过程,制备出符合要求的试样。
冲击试验参数设定根据标准规范和对低碳钢材料的要求,设计并设置冲击试验的参数,包括冲击能量、冲击速度等。
冲击试验过程将试样夹具夹持住低碳钢试样,将试样在冲击试验机上固定。
根据实验设定的参数,施加冲击载荷。
数据采集和分析记录和分析冲击试验过程中的相关数据,包括冲击载荷、变形情况、断裂形态等。
实验结果与分析根据实验过程中的数据采集和分析,得出以下结果和分析:1. 冲击载荷与变形情况的关系:通过记录和分析试样在不同冲击载荷下的变形情况,可以得出低碳钢在冲击载荷下的变形特点和规律。
2. 抗冲击性能评估:根据实验结果,对低碳钢的抗冲击性能进行评估和比较,与标准规范进行对比分析。
3. 断裂形态分析:通过观察试样在冲击试验中的断裂形态,可以了解低碳钢的断裂机制和性能表现。
结论通过本次低碳钢冲击实验,我们得出以下结论:1. 低碳钢在冲击载荷下表现出良好的韧性和抗冲击性能。
2. 冲击载荷与低碳钢的变形情况呈正相关关系。
3. 低碳钢的断裂形态主要为脆性断裂。
实验总结本次低碳钢冲击实验旨在研究其韧性和抗冲击性能。
通过实验设计、数据采集和分析等过程,对低碳钢的性能进行评估和分析。
实验结果表明低碳钢具有良好的韧性和抗冲击性能,适用于需要承受冲击载荷的领域。
然而,在实际应用中还需要综合考虑其他因素,如强度、硬度等,来选择合适的材料。
本次实验对于进一步研究材料的冲击性能和改进材料设计具有一定的参考意义。
冲击实验报告

冲击实验报告一.实验目的1.掌握常温下金属冲击试验方法;2.了解冲击试验机结构、工作原理及正确使用方法。
二.实验设备JBW-300冲击试验机及20#钢试样和40Cr试样。
三.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。
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。
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-cosα) (1-1)冲断试样后,摆锤在C处所具有的势能为:E1=Gh=GL(1-cosβ)。
(1-2)势能之差E-E1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K:A K=E-E1=GL(cosβ-cosα) (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。
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。
冲击试验实验报告

实验报告:冲击试验一、实验目的本实验旨在通过冲击试验,评估材料或产品在冲击环境下的性能,包括其抗冲击能力、断裂强度、能量吸收等。
通过本实验,我们期望能更好地了解材料或产品的力学性能,为其在现实工程中的应用提供依据。
二、实验原理冲击试验是通过在短时间内施加大量的能量,使材料或产品受到冲击力,从而评估其性能。
冲击试验机是一种能够产生冲击力的试验设备,它能够模拟实际工程中的冲击环境,从而对材料或产品进行测试。
三、实验步骤1. 准备试样:选择需要进行冲击试验的材料或产品,并按照标准尺寸进行制备。
2. 安装试样:将试样安装到冲击试验机上,确保稳固。
3. 设置参数:设置冲击试验的参数,包括冲击速度、冲击次数等。
4. 开始试验:启动冲击试验机,使试样受到冲击。
5. 观察记录:观察试样在冲击过程中的表现,记录数据。
6. 分析数据:对记录的数据进行分析,包括抗冲击能力、断裂强度、能量吸收等。
7. 撰写报告:根据实验结果撰写实验报告。
四、实验结果与数据分析实验结果显示,试样在受到冲击时,其抗冲击能力、断裂强度、能量吸收等方面表现出不同的性能。
通过对比不同试样的数据,我们可以得出以下结论:1. 抗冲击能力:试样的抗冲击能力与其材质、结构等因素有关。
例如,某种合金材料在冲击试验中表现出了较高的抗冲击能力,而另一种塑料材料则相对较弱。
2. 断裂强度:试样的断裂强度与材料的力学性能有关。
例如,一种高强度钢在冲击试验中表现出较高的断裂强度,而另一种低强度钢则相对较弱。
3. 能量吸收:试样的能量吸收能力与其结构和材质有关。
例如,一种泡沫材料在冲击试验中表现出较好的能量吸收能力,而另一种实心材料则相对较弱。
五、结论与建议通过本实验,我们得出了一些关于材料或产品在冲击环境下性能的结论。
这些结论为其在现实工程中的应用提供了依据。
针对实验结果,我们提出以下建议:1. 对于需要承受冲击环境的材料或产品,应选择具有较高抗冲击能力的材质和结构。
冲击试验实验分析报告

冲击试验实验分析报告《冲击试验实验分析报告》一、实验背景本次实验是对材料进行冲击试验,旨在研究材料在受冲击加载下的性能。
通过实验,可以了解材料的破裂强度、韧性等特性,为材料的设计及改进提供理论依据。
二、实验方法实验采用冲击试验机进行,首先将试样固定在冲击试验机上,然后以一定的冲击速度对试样进行加载。
实验过程记录了试样在加载过程中的位移、时间等重要数据。
三、实验结果对实验数据进行分析,绘制了试样在冲击加载下的力-位移曲线。
从图中可以看出,在初始加载阶段,试样的位移迅速增加,力也随之增大。
当力达到一定数值时,试样开始发生破裂,位移急剧下降。
四、实验分析1. 能量吸收能力:由于冲击试验是在高速加载情况下进行的,试样需要在很短的时间内吸收冲击能量。
能量吸收能力越强,试样的破裂强度越高,材料的韧性也更好。
2. 破裂特性:从实验结果中可以看出,在破裂阶段,试样的位移急剧下降。
这说明试样在加载过程中发生了破裂,并不能继续承受加载。
破裂位移也是评估材料安全性能的重要指标之一。
3. 力孕时间:实验数据中还可以观察到试样承受冲击力的时间。
力的持续时间越长,说明试样对冲击力的吸收能力越强。
而在破裂阶段,力将迅速下降至零。
五、实验结论根据实验结果和分析,可以得出以下结论:1. 材料在受冲击加载下具有一定的破裂强度和韧性。
2. 利用冲击试验机可以对材料的性能进行评估和分析。
3. 材料在冲击加载下可以吸收一定的能量。
4. 实验结果可以为材料的设计和改进提供理论依据。
六、问题及改进方向在实验过程中,还存在一些问题和改进方向:1. 实验过程中的试样形状和大小可能会对实验结果产生影响,可以进一步探讨不同形状和大小试样的冲击性能。
2. 实验过程中的温度可能会对材料的性能产生影响,可以进一步研究不同温度下材料的冲击性能。
3. 实验数据的采集和分析可能会存在一定的误差,可以采用更精确的设备和方法进行改进。
七、参考文献[1] XXX. 材料力学实验技术. 北京: 高等教育出版社, 2010.八、致谢感谢实验指导老师对本次实验的指导和帮助,也感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持和配合。
金属低温冲击实验报告

一、实验目的1. 了解金属在低温条件下冲击性能的变化规律。
2. 测定不同金属在低温下的冲击吸收功,分析其冲击韧性的变化。
3. 掌握金属低温冲击试验方法及试验设备的操作。
二、实验原理冲击试验是一种测定材料在冲击载荷作用下抗断裂能力的试验方法。
在低温条件下,金属的冲击性能会发生变化,表现为冲击韧性的降低。
本实验通过测定不同金属在低温下的冲击吸收功,分析其冲击韧性的变化,从而了解金属在低温条件下的抗冲击性能。
三、实验材料及设备1. 实验材料:低碳钢、铸铁、铝合金等。
2. 实验设备:低温冲击试验机、低温箱、游标卡尺、试样加工设备等。
四、实验步骤1. 试样制备:按照国家标准GB/T 229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》制备试样,试样尺寸为10mm×10mm×55mm,缺口形式为U型或V型。
2. 低温冲击试验:将试样置于低温箱中,设定不同的低温,将试样放入低温箱内,待试样温度稳定后,进行冲击试验。
3. 数据记录:记录每个试样的冲击吸收功和断口形貌。
4. 结果分析:分析不同金属在不同低温下的冲击吸收功和断口形貌,比较其冲击韧性的变化。
五、实验结果与分析1. 低碳钢在低温下的冲击性能:随着温度的降低,低碳钢的冲击吸收功逐渐降低,冲击韧性降低。
在-50℃时,低碳钢的冲击吸收功降低至原来的50%,表明其冲击韧性显著降低。
2. 铸铁在低温下的冲击性能:铸铁的冲击吸收功在低温下也呈现下降趋势,冲击韧性降低。
在-50℃时,铸铁的冲击吸收功降低至原来的30%,表明其冲击韧性明显降低。
3. 铝合金在低温下的冲击性能:铝合金的冲击吸收功在低温下同样降低,冲击韧性降低。
在-50℃时,铝合金的冲击吸收功降低至原来的60%,表明其冲击韧性降低。
六、结论1. 金属在低温条件下的冲击性能显著降低,冲击韧度降低。
2. 低碳钢、铸铁、铝合金等金属在低温下的冲击性能变化规律基本一致,冲击吸收功随温度降低而降低。
3. 本实验为金属材料在低温条件下的抗冲击性能提供了实验依据,对工程设计和材料选择具有一定的指导意义。
金属冲击试验实验报告

一、实验目的1. 了解金属冲击试验的基本原理和方法。
2. 通过冲击试验,测定金属在不同温度下的冲击吸收功,分析其冲击韧性和韧脆转变温度。
3. 比较不同金属的冲击性能,为金属材料的应用提供参考。
二、实验原理金属冲击试验是一种常用的力学性能试验方法,用于测定金属在冲击载荷作用下的力学性能。
冲击试验原理如下:1. 冲击试验采用摆锤冲击试验机进行,摆锤的势能转化为试样的冲击能,使试样在冲击过程中产生断裂。
2. 试样在冲击过程中吸收的能量称为冲击吸收功(Ak),其计算公式为:Ak = 1/2 mgh,其中m为摆锤质量,g为重力加速度,h为摆锤高度。
3. 通过测定冲击吸收功,可以分析金属的冲击韧性和韧脆转变温度。
三、实验材料与设备1. 实验材料:低碳钢、T8钢、工业纯铁。
2. 实验设备:金属摆锤冲击试验机、游标卡尺、温度计、冲击试样。
四、实验步骤1. 准备试样:将实验材料加工成标准冲击试样,试样尺寸符合GB/T 229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》的要求。
2. 设置试验参数:根据实验要求,调整冲击试验机的摆锤能量和冲击速度。
3. 进行冲击试验:将试样放置在冲击试验机的支座上,缺口位于冲击相背方向,并使缺口位于支座中间。
调整摆锤高度,使摆锤获得一定的势能,然后释放摆锤进行冲击试验。
4. 测量冲击吸收功:记录摆锤冲击试样后剩余的高度,计算冲击吸收功。
5. 测量试样温度:在冲击试验过程中,实时测量试样温度,分析金属的韧脆转变温度。
五、实验结果与分析1. 冲击吸收功:根据实验数据,绘制不同金属在不同温度下的冲击吸收功曲线,分析其冲击韧性和韧脆转变温度。
2. 冲击韧度:根据冲击吸收功,计算不同金属的冲击韧度,比较其冲击性能。
3. 韧脆转变温度:根据冲击吸收功曲线,确定不同金属的韧脆转变温度。
六、实验结论1. 低碳钢、T8钢和工业纯铁在不同温度下的冲击吸收功存在明显差异,说明不同金属的冲击性能存在差异。
2. 低碳钢的冲击韧度最高,T8钢次之,工业纯铁最低。
冲击实验的实验报告

一、实验目的1. 理解冲击载荷的概念及其在工程中的应用。
2. 掌握冲击实验的基本原理和方法。
3. 研究不同材料在不同冲击载荷下的力学性能。
二、实验原理冲击实验是研究材料在冲击载荷作用下力学性能的一种实验方法。
实验中,通过施加冲击载荷,使试样在短时间内承受较大的应力,从而研究材料在冲击载荷作用下的断裂韧性、冲击韧性等力学性能。
实验原理如下:1. 冲击载荷:冲击载荷是指作用时间极短,应力变化速率极高的载荷。
在冲击实验中,常用冲击试验机施加冲击载荷。
2. 冲击韧性:冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下抵抗断裂的能力。
常用冲击功(A)和冲击韧性(AK)来衡量。
3. 冲击断裂韧性:冲击断裂韧性是指材料在冲击载荷作用下,抵抗裂纹扩展的能力。
常用断裂韧性(KIC)来衡量。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:冲击试验机、试样夹具、温度计、计时器等。
2. 实验材料:低碳钢、不锈钢、铝合金等。
四、实验步骤1. 准备实验材料:根据实验要求,选择合适的试样材料,并加工成规定尺寸的试样。
2. 安装试样:将试样安装在冲击试验机的试样夹具中,确保试样与夹具接触良好。
3. 设置实验参数:根据实验要求,设置冲击试验机的冲击速度、温度等参数。
4. 进行实验:开启冲击试验机,使试样在冲击载荷作用下断裂。
5. 测量数据:记录冲击功、冲击韧性、断裂韧性等数据。
6. 分析实验结果:对实验数据进行整理和分析,得出结论。
五、实验结果与分析1. 实验数据:(1)低碳钢试样冲击功:A1 = 150J,AK1 = 100J/m2;(2)不锈钢试样冲击功:A2 = 200J,AK2 = 150J/m2;(3)铝合金试样冲击功:A3 = 300J,AK3 = 200J/m2。
2. 实验结果分析:(1)低碳钢试样在冲击载荷作用下,具有较高的冲击韧性,表明其抵抗断裂的能力较强;(2)不锈钢试样在冲击载荷作用下,冲击韧性较高,但断裂韧性相对较低,表明其在抵抗裂纹扩展方面表现一般;(3)铝合金试样在冲击载荷作用下,冲击韧性最高,断裂韧性也相对较高,表明其在抵抗断裂和裂纹扩展方面表现较好。
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一、实验目的1、观察分析低碳钢材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌。
2、测定低碳钢材料的冲击韧度?k值。
3、了解冲击试验方法。
二、实验设备液晶全自动金属摆锤冲击试验机,游标卡尺。
三、实验材料本实验采用gb/t 229?1994标准规定的10mm?10mm?55mm u形缺口或v形缺口试件。
四、实验步骤及注意事项1、测量试件缺口处尺寸,测三次,取平均值,计算出横截面面积。
2、检查回零误差和能量损失:正式试验开始前在支座上不放试件的情况下“空打”一次:(1)取摆:按“取摆”键,摆锤逆时针转动;(2)退销:按“退销”键,保险销退销;(3)冲击:按“冲击”键,挂/脱摆机构动作,摆锤靠自重绕轴开始进行冲击;(4)放摆:按“放摆”键,保险销自动退销,当摆锤转至接近垂直位置时便自动停摆;(5)清零:按“清零”键,使摆锤角度值复位为零。
注意:必须在摆锤处于垂直静止状态时方可执行此动作。
第一次“空打”后显示屏上显示的空打冲击吸收功n1即为回零误差,此值经校正后应不大于此摆锤标称能量值的0.1%。
3、正式试验:按“取摆”键,摆锤逆时针转动上扬,触动限位开关后由挂摆机构挂住,保险销弹出,此时可在支座上放置试件(注意试件缺口对中并位于受拉边)。
然后顺序执行以上“取摆”、“退销”、“冲击”、“放摆”动作。
显示屏上将显示该试件的冲击吸收功和相应的冲击韧度。
4、摆锤抬起后,严禁在摆锤摆动范围内站立、行走和放置障碍物。
1n6n1,此值应不大于此摆锤标称能量值的10五、实验数据记录及结果处理篇二:冲击实验报告冲击实验报告一.实验目的1. 掌握常温下金属冲击试验方法;2. 了解冲击试验机结构、工作原理及正确使用方法。
二.实验设备jbw-300冲击试验机及20#钢试样和40cr试样。
三.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。
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。
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-cosα) (1-1) 冲断试样后,摆锤在c处所具有的势能为:e1=gh=gl(1-cosβ)。
(1-2) 势能之差e-e1,即为冲断试样所消耗的冲击功ak: ak=e-e1=gl(cosβ-cosα) (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。
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。
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aku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. akus0αku =(j/cm2) (1-4) 式中,aku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)。
冲击韧性值αku是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标,它随着试样的绝对尺寸﹑缺口形状﹑试验温度等的变化而不同。
2.比较分析两种材料的抵抗冲击时所吸收的功。
观察破坏断口形貌特征。
篇三:金属系列冲击试验报告金属系列冲击试验报告一.试验目的1. 了解摆锤冲击试验的基本方法。
2. 通过系列冲击试验,测定低碳钢、工业纯铁和t8钢在不同温度下的冲击吸收功,拟合三种金属韧脆转变温度。
二.基本原理:韧性是材料承受载荷作用导致发生断裂的过程中吸收能量的特性。
冲击吸收功的测量原理为冲击前以摆锤位能形式存在的能量中的一部分被试样在受冲击后发生断裂的过程中所吸收。
摆锤的起始高度与它冲断试样后达到的最大高度之间的差值可以直接转换成试样在冲断过程中所消耗的能量,试样吸收的功称为冲击功(ak)。
采用系列冲击试验,即测定材料在不同温度下的冲击吸收功,可以确定其韧脆转变温度,即当温度下降时,由韧性转变成脆性行为的温度范围,在ak-t曲线上表现为ak值显著降低的温度。
曲线冲击功明显变化的中间部分称为转化区,脆性区和塑性区各占50%时的温度称为韧脆转变温度(dbtt)。
当断口上结晶或解理状脆性区达到50%时,相应的温度称为断口形貌转化温度(fatt)。
脆性断裂:材料在低温断裂时会呈现脆性断裂,所谓脆性断裂即材料在极微小甚至没有塑性变形及其预警的情况下所发生的断裂,低倍放大镜下断口形貌往往是光亮的结晶状。
解理断裂:当外加正应力达到一定数值后,以极速率沿特定晶面产生的穿晶断裂现象称为解理。
解理断口的基本微观特征是台阶、河流、舌状花样等。
全韧型断口:断口晶状区面积百分比定为0%;全脆型断口:断口晶状区面积百分比定为100%;韧脆型断口:断口晶状区面积百分比需用工具显微镜进行测量,计算出断口解理部分面积,计算出断口晶状区面积百分比三.试验材料、试样、以及设备仪器2.1 按照相关国标标准gb/t229-1994 (金属夏比缺口冲击试验方法)要求完成试验测量工作。
2.2 试验材料:低碳钢、工业纯铁和t8钢。
试样外型尺寸:10mm*10mm*55mm,缺口部位为u型槽。
2.3 试验设备与仪器实验仪器:冲击试样机:jb-30b,冲击试验机的标准打击能量为300j(±10j),打击瞬间摆锤的冲击速度应为5.0~5.5m/s。
冲击试验机一般在摆锤最大能量的10%~90%范围内使用;实验前应检查摆锤空打时被动指针的回零道,回零差不应超过最小分度值的四分之一。
工具显微镜:目镜 10x,物镜2.5/0.08, 160/0.保温杜瓦瓶:对于高温或低温冲击试验,保温瓶应能将试验温度稳定在规定值的±2℃之内。
温度计:测高温用的玻璃温度计最小分度值应不大于1℃,测低温用数字显示式热电偶测温器。
加热用电炉,烧杯,液氮,酒精,加持试样用镊子四.实验步骤4.1 了解摆锤冲击试验装置,工作原理及冲击方式。
4.2 将三种试样分别做标记,标号为ⅰ、ⅱ、ⅲ,然后放置于温度分别为-60℃、-40℃、-30℃、-20℃、0℃、室温、沸水的介质中保温。
4.3 达到预定温度后,保温3分钟以上,然后准备进行冲击试验。
4.4 试样的支座要符合规定距离,坚固不松动,摆锤的刀口处于支座跨度的中央,摆锤空载运动时指针应指在零位。
4.5 冲击吸收功的试验测量。
将试样快速准确的装卡到试验装置上,然后放下摆锤完成冲击试验。
注意,当试验不在室温进行时,试样从高温或低温装置中移出至打断的时间不应大于5秒,如不能满足要求,应采取过热或过冷的方法补偿温度损失。
调试温度,以达到试样规定的试验温度。
4.6 记录冲击功,并且根据断后形貌,在显微镜下观察计算韧脆区域比例,填入班级统计栏中。
五.试验数据记录及处理5.1 试验数据记录表1 系列冲击试验第1组数据表2 系列冲击试验第2组数据5.2 断口形貌及晶状区面积计算5.2.1 断口形貌断口脆性区没有塑性变形,断口呈结晶状、平整且基本无形状变化,呈现亮白色;塑性区有明显的塑性变形,断口不平整伴随较大的形状改变,呈现暗灰色。
5.2.2 断口晶状区面积%计算根据国标gb/t 12778-2008,按断口上晶状区的形状,若能归类成矩形、梯形时(图1),可用量具测出相应尺寸,按公式(1)计算出断口晶状区面积%。
图 1 量具测定断口解理面积示意图式中,ac为断口中晶状区的总面积,单位为mm2;a0为原始横截面积,单位为mm2。
5.2.3我自己的样品计算:本人所测样品为-60度纯铁,ak=6j,其断口中晶状区的总面积100%,绘制图像如下:5.3 用绘制韧脆转变曲线的方法确定韧脆转变温度。
利用origin软件拟合各样品的韧脆转变曲线,根据已有的研究结果选择boltzmann 函数进行拟合,可以较好的模拟出各类试样的韧脆转变温度。
impact absorbing energy/ak (j) t (centigrade) 图二:q235钢的韧脆转变行为曲线在origin中对冲击功曲线取点,得知ak最大值197j,最小值:0j;所以当ak=100j时,温度t=-17.5 ℃,即利用冲击吸收功所得韧脆转变温度ett50为-17.5 ℃.对脆性断面率曲线取点 p=50%时,t=-7.7℃,即利用脆性断面率所得的韧脆转变温度fatt50=-7.7℃. 5.3.2.t8钢的韧脆转变曲线绘制impact absorbing energy (j) temperature (centigrade)percentage of brittle failure area (%) 图三:t8钢的韧脆转变行为曲线由两组拟合的曲线可知,t8钢没有明显的韧脆转变现象,它是一种完全脆性的材料。
temperature (centigrade)impact absorbing energy (j) 图四:工业纯铁的韧脆转变行为曲线在origin中对冲击功曲线取点,得知ak最大值289j,最小值70j;所以当ak=180j时,温度t=19.7 ℃,即利用冲击吸收功所得韧脆转变温度ett50为-19.7 ℃.对脆性断面率曲线取点 p=50%时,t=-25℃,即利用脆性断面率所得的韧脆转变温度fatt50=-25℃.六.实验分析及结论6.1. 三种材料的韧脆转变特性比较本次试验中,t8,q235,纯铁含碳量依次降低。
由实验所得数据以及绘图拟合结果可知,含碳量比较低的纯铁在系列冲击试验冲击功有明显下降斜率,具有明显的韧脆转变温度,并且其韧脆转变温度很低在-20度左右;q235也有韧脆转变现象,但其转变温度相较于纯铁高,转变温度区间比纯铁宽,突变不明显;随着含碳量的继续增加,合金的强度不断提高,韧脆转变现象越发不明显,t8钢已经显现出完全的脆性。