弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定
金属材料冲击试验
实 验 报 告课程名称： 材料性能研究技术 成绩： 实验名称： 弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定 批阅人： 实验时间：2 实验地点： 实验室 报告完成时间：2 姓 名： 学号： 班级： 材同组实验者： 指导教师：一、实验目的1.了解冲击韧性的含义及其表达方式。
2.掌握金属冲击试验机的操作方法。
3.分析温度对材料韧脆转变的影响，理解金属的低温脆性。
二、实验原理1、冲击试验原理冲击载荷是指载荷在与承载构件接触的瞬间内速度发生急剧变化的情况，即有一定的加载速率的载荷。
冲击韧性是指金属材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功能力，常用标准试样的冲击吸收功K A 来表示。
冲击吸收功K A 值越大，表明材料的抗冲击性能越好。
本试验通过缺口试样的冲击弯曲试验来测量材料的冲击吸收功。
缺口试样的冲击弯曲试验的原理如图1所示，试验是在摆锤式冲击试验机上进行的。
将试样水平放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向上。
然后将具有一定质量m 的摆锤举至一定高度0H ，使其获得一定位能0mgH 。
释放摆锤冲击试样，摆锤的剩余能量为1mgH ，侧摆锤冲击试样失去的位能10-mgH mgH ，即为试样变性和断裂所消耗的功，就是冲击吸收功K A 。
图1 摆锤式冲击试验机 图2 V 形缺口试样 在冲击试验机上实际操作过程中，冲击前先将指针调零，冲击完成后指针自动转向表盘上冲击吸收功K A 所指的刻度处，单位为J ，实验者只需按要求按放好试样，调零和读数即可，不需要测量0H 和1H 的大小。
2、冲击试验试样冲击吸收功K A 值与试样的尺寸、缺口形状和支撑方式有关。
为了便于比较，国标给定了两种缺口的冲击弯曲标准试样，它们是U 形缺口和V 形缺口，本实验使用的是GB/T229-1994规定10×10标准夏氏V 型缺口试样，其尺寸为：形缺口深V 2,551010mm mm mm mm ⨯⨯12mm ，（如图2）这里指出，用V 型缺口试样测定的冲击吸收功用KV A 表示，用U 型缺口试样测定的冲击吸收功用KU A 表示。
韧脆转变温度的测定方法探究
韧脆转变温度的测定方法探究
简介
韧脆转变温度是指材料从韧性到脆性转变所需的温度，它对于材料的性能和应用具有重要意义。
本文将探讨一种测定韧脆转变温度的方法。
方法
实验步骤
1. 准备样品：选择需要测定的材料样品。
2. 制备样品：根据需要，将样品制备成适当的形状和尺寸。
3. 测试装置：选择合适的测试装置，例如冲击试验机。
4. 温度控制：调节测试装置中的温度控制系统，设定温度范围并保持稳定。
5. 开始测试：将样品放置在测试装置中，在不同温度下进行冲击试验。
6. 记录结果：记录样品在不同温度下的表现，特别是发生韧脆转变的温度。
7. 分析数据：根据记录的结果，分析得出韧脆转变温度。
注意事项
- 确保测试过程中的温度控制准确可靠。
- 选择合适的样品制备方法，以保证测试结果的准确性。
- 可以重复实验以验证结果的可靠性。
结论
韧脆转变温度的测定方法对于材料性能的研究和应用具有重要
意义。
通过调节温度和进行冲击试验，我们可以确定材料的韧脆转
变温度，为材料的设计和应用提供参考依据。
然而，需要注意的是，不同材料可能存在不同的测试方法和参数，因此在实施测试时需根
据具体情况进行调整。
以上是对韧脆转变温度的测定方法的探究，希望能对相关研究
提供一定的帮助和启示。
韧脆性转变温度的实验测定与分析
韧脆性转变温度的实验测定与分析
引言
韧脆性转变温度是材料科学中一个重要的参数，用来描述材料
的机械性能随温度的变化情况。
本文旨在介绍韧脆性转变温度的实
验测定方法，并对实验结果进行分析。
实验测定方法
1. 样品制备
首先，选择待测材料进行样品制备。
样品的形状和尺寸应符合
实验要求，并且尽量保持一致性。
确保样品表面光滑且无明显缺陷。
2. 实验装置
构建适用于韧脆性转变温度测定的实验装置。
一般来说，该装
置包括温控装置、力学测试设备和数据采集系统。
3. 实验步骤
3.1. 将待测材料样品置于实验装置中，保持温度稳定。
3.2. 对样品施加力或应力，使其发生断裂。
3.3. 实时记录施加力或应力与温度的关系，并记录样品在不同温度下的断裂行为。
4. 数据处理与分析
根据实验结果，可以得到样品在不同温度下的断裂强度曲线。
通过分析断裂强度曲线，可以确定韧脆性转变温度。
结论
韧脆性转变温度的测定是通过施加力或应力，观察样品在不同温度下的断裂行为，从而确定材料的韧脆性转变温度。
本实验方法对研究材料的机械性能变化具有重要意义，可以为材料科学研究提供有力的支持。
参考文献
- 张三, 李四. 韧脆性转变温度实验测定与分析方法[J]. 材料科学与工程, 20XX, XX(X): XX-XX。
6-1冲击弯曲试验与冲击韧性 PPT
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
（3）试验原理 摆锤(质量为G)举至H1的位
置(位能为GH1)，释放摆锤冲断 试样；
摆锤摆至H2的位置(位能为 GH2)；摆锤冲断试样失去的 位能为GH1－GH2 。
此即为试样变形和断裂所 吸收的功，称为冲击吸收功，
（2）不同的冲击能量要求不同的强度与塑性配合。
如图，40钢（含碳量 为0.4%的钢）的冲击疲劳 抗力随回火温度的变化 （即钢材塑性的高低）不 是单调的变化，而是在某 一温度下有一个峰值。
且此峰值随冲击能量 增加向高温方向移动。说 明不同冲击能量下，要求 的强度和塑性配合不同。
（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。
如图，经500℃回火钢的特点是塑性高，强度低。 经200℃回火 钢的特点是强度高，塑性低。
在交点以左， 500℃回火钢抗冲击疲劳能力强，寿命长；
在交点以右， 200℃回火钢抗冲击疲劳能力强，寿命长。
②测定材料的韧脆性转变温度。根据系列冲击试验 （低温冲击试验）可获得AK与温度的关系曲线，据此确 定材料的韧脆转变温度，以供选材参考或抗脆断设计。
③对σs大致相同的材料,根据AK值可以评定材料对大能 量冲击破坏的缺口敏感性. AK值越大，说明材料对缺口越 不敏感。
2.多次冲击
一般采用某种冲击能量A下的冲断周次N或用要求的冲 击工作寿命N时的冲断能量A表示试样的多冲抗力。冲击 抗力的指标有如下规律：
多次冲击试验采用PC-l50型落锤式多次冲击试验机。
冲击频率(冲击次数)：450周次/min 和600周次/min。
Q345qD钢板韧脆转变温度的测定探究
联系人：贾海伟，男，34 岁，大学本科，助理工程师，乌鲁木齐（830022）新疆八一钢铁股份有限公司制造管理部理化检验中心 E-mail：jiahw@
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2019 年第 1 期
新疆钢铁
总 149 期
变为穿晶解理，断口由纤维状态变为结晶状态，这就 个试验温度做 3 个冲击样，试验结果取平均值。
照 GB/T 229-2007 标准中给出的方法进行试验，每
表 1 试验用钢的化学成分
质量分数，%
备注：试样 1 为 Q345qD 板 H16mm 取样；试样 2 为 Q345qDH40mm 取样
八钢公司生产的桥梁结构钢 Q345qD 执行国标 GB/T714-2015《桥梁用结构钢》。针对 Q345qD 钢板 进行了 -80℃～0℃的系列冲击试验，根据剪切断面
率、侧膨胀值、冲击吸收能量与温度的关系绘制出 Q345qD 钢板的韧脆转化曲线，找出 Q345qD 钢的韧 脆转变温度区间，为八钢开发系列产品及工艺路线 的设计提供技术参数。
2 试验方法
2.1 试验原理 韧脆转变作为钢铁材料的一种重要现象，其影
响因素有很多。屈服强度 σs 和断裂强度 σf 是任何 一种金属材料都具有的两个强度指标，两者都随着 温度上升而下降。σs 随温度下降的速率比 σf 的下 降速率大，因而两者的 σ-T 关系曲线交于某一温 度。当 > t 时，σf>σs，即材料首先屈服时，则发生 断裂，即韧性断裂；当 < t 时，σf<σs，即材料尚未 屈服时，其已达到其断裂强度。也就是说，在未发生 明显的塑形变形之前已经断裂，这是脆性断裂[2]。当 试验温度低于某温度时，材料由韧性状态变为脆性 状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型
2019 年第 1 期
弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定
弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定一、实验目的1. 掌握低温下金属冲击韧性测定的操作方法。
2. 了解温度对金属冲击韧性的影响及确定脆性转变温度T K的方法。
二、实验要求1. 熟悉冲击试验机的操作规程，注意安全。
2. 不得用手指直接触摸断口，冷试样要用钳子夹。
3. 根据材料及组织状态来选规程的摆锤，及时记录数据。
4. 仔细观察断口形貌，粗略判断断裂性质，记录断口草图。
三、实验设备及试样1. 设备、仪器（1）摆锤式冲击试验机（2）冷却装置（冷却介质为酒精加丙酮）2. 试样试样为GB/T229-1994 规定10×10 标准夏氏V 型缺口试样，如图3.1 所示。
材料为45号钢。
图3.1 10×10 标准夏氏V 型缺口试样四、实验原理将不同温度的试样水平放置在试验机支座上（缺口位于冲击相背方向），用有一定高度H1和一定质量m 的摆锤（即其具有一定位能mgH1）在相对零位能处冲断试样，摆锤剩余能量为mgH2,则测得摆锤冲断各不同温度试样失去的位能，即为试样变形和断裂所消耗的冲击吸收功A KV，从而反映温度对金属材料的冲击韧性的影响。
13图3-2 冲击试验原理1-摆锤 2-试样五、实验步骤1. 制备低温介质。
其温度应比实验温度低3℃，以补偿试样从取出到冲断时温度的回升。
实验温度遵照GB2106-80 和GB4159-84 技术标准规定，为室温到-75℃范围内的六种温度。
2. 冷却试样。
试样放入低温介质后，保温时间不应少于15分钟。
3. 检查试验机，校正指针的零点位置。
4. 安装低温试样。
用特制夹子将试样自保温瓶取出放置到冲击试验机支座上，要求动作迅速准确。
（事先可以多次练习以达到要求）5. 进行冲击试验。
6. 冲完后立即读取，记录冲击功A KV值，将指针拨回零位。
7. 找回冲断试样，观察截面断口上各区，并估算各区的面积比。
六、实验注意事项1. 谨防人身安全事故。
参加实验人员一定要集中注意力，保持良好秩序。
昆钢板材韧脆转变温度的测定
要达到 须 降到
一
级 钢 要 求 板厚 加
℃以 下
。
,
,
级钢板 板厚
的
一
、
,
仓回 ‘
的 的
。
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按 现行 生 产 工 艺 蕊
一
、
、
鉴
已 能 生 产 要 生 产 其余 规 格 的
、 、
,
一
还 需 采 取 措 施 降低 韧 脆 转 变 温 度
,
本 文 得 于 小 飞 高 工 的 热 情 指 导 和 支持 在 此 深 表 谢 意
,
冲击 值 随 温 度 的 变 化 有 图
化 的现 象 称 冷 脆
,
所示 的规律
,
一 几
,
这种 因 温 度 降 低 由韧 性 状 态 向 脆性 状 态 转
。
℃
低 中强 度 的 体 心 立 方
。
图
试 验 温 度 对 冲击韧 度 影 响
金 属 具 有 明显 的 冷 脆 现 象
图
中 的 曲线
收 到稿件 日期 周
即
℃时 冲击 功 合 格 率 普 板
为
。
,
、
如为
板‘
‘ 一
能达到
,
级钢 要求 低合金板的合
格率 均为
由图
可 见 如 果 降低 材 料 的
,
整个
曲线 向左 移 动 则 钢 在 各 温 度 的 冲击 功 相 应
的 场须 降 到
℃以 下 要 生 产
,
提高
。
经 分 析 低 合金 板 要 生 产
的 劫须 降 到
因 此 板 厚 增 加 晶粒 变 粗
,
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。
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弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定
一、实验目的
1. 掌握低温下金属冲击韧性测定的操作方法。
2. 了解温度对金属冲击韧性的影响及确定脆性转变温度T K的方法。
二、实验要求
1. 熟悉冲击试验机的操作规程，注意安全。
2. 不得用手指直接触摸断口，冷试样要用钳子夹。
3. 根据材料及组织状态来选规程的摆锤，及时记录数据。
4. 仔细观察断口形貌，粗略判断断裂性质，记录断口草图。
三、实验设备及试样
1. 设备、仪器
（1）摆锤式冲击试验机
（2）冷却装置（冷却介质为酒精加丙酮）
2. 试样
试样为GB/T229-1994 规定10×10 标准夏氏V 型缺口试样，如图3.1 所示。
材料为45号钢。
图3.1 10×10 标准夏氏V 型缺口试样
四、实验原理
将不同温度的试样水平放置在试验机支座上（缺口位于冲击相背方向），用有一定高度H1和一定质量m 的摆锤（即其具有一定位能mgH1）在相对零位能处冲断试样，摆锤剩余能量为mgH2,则测得摆锤冲断各不同温度试样失去的位能，即为试样变形和断裂所消耗的冲击吸收功A KV，从而反映温度对金属材料的冲击韧性的影响。
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图3-2 冲击试验原理
1-摆锤 2-试样
五、实验步骤
1. 制备低温介质。
其温度应比实验温度低3℃，以补偿试样从取出到冲断时温度的回升。
实
验温度遵照GB2106-80 和GB4159-84 技术标准规定，为室温到-75℃范围内的六种温度。
2. 冷却试样。
试样放入低温介质后，保温时间不应少于15分钟。
3. 检查试验机，校正指针的零点位置。
4. 安装低温试样。
用特制夹子将试样自保温瓶取出放置到冲击试验机支座上，要求动作迅速
准确。
（事先可以多次练习以达到要求）
5. 进行冲击试验。
6. 冲完后立即读取，记录冲击功A KV值，将指针拨回零位。
7. 找回冲断试样，观察截面断口上各区，并估算各区的面积比。
六、实验注意事项
1. 谨防人身安全事故。
参加实验人员一定要集中注意力，保持良好秩序。
所有人员不得进入摆锤摆动平面内及规定的危险区域。
低温试样冲断后不要立即用手拿，以免冻伤。
2. 试样从取出到放置好的时间不得超过5s，若已超出，应放回保温重做。
3. 试样放置需紧贴支座，缺口位于支座中心。
七、实验报告
1. 简述实验原理及实验操作。
2. 记录实验数据，并填入如下实验数据记录表3-1。
3. 作出A KV-T 曲线。
（根据实验数据在坐标纸上绘制）
4. 由A KV-T 曲线确定脆性转变温度T K（℃）值。
（采用能量法准则，即求出A KV=20.3J 对应的温度V15TT）
八、分析思考
1. 温度对金属材料的冲击韧性的影响趋势。
2. 冲击韧性与断口形貌的关系。
参考文献
1. 工程材料力学性能，束德林主编，机械工业出版社
2. GB/T229-1994 《金属夏比（缺口）冲击试验方法》
3. GB/T12778-1991《金属夏比冲击断口测定方法》
4. GB4159-84 《金属低温夏比冲击试验方法》。