金属力学性能实验 系列冲击实验
金属力学性能实验 系列冲击实验
一、 实验目的 1·了解冲击试验机的结构和工作原理，熟悉冲击试 验机的操作规程。 2,按国标GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验 方法》的规定，掌握一次摆锤冲击试验方法。要求 能准确测定材料的冲击吸收功AKu或AKV。 3 参照GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方 法》的规定，掌握研究材料冷脆性的方法-一系列冲 击法以及数据处理方法
一 、实验目的 1 .了解冲击试验机的结构和工作原理，熟悉冲击试 验机的操作规程。 2 ．按国标GB/T 229-1994《金属夏比缺口冲击试验 方法》的规定，掌握一次摆锤冲击试验方法。要求 能准确测定材料的冲击吸收功AKu或AKv。 3 ．参照GB/T 229-1994《金属夏比缺口冲击试验方 法》的规定，掌握研究材料冷脆性的方法---系列冲 击法以及数据处理方法．
二、实验内容 1·测定被测材料在各试验温度下的冲击吸 收功Akvo 2.画出冲击吸收功AkV以及断口结晶状面积 百分数与各试验温度间的关系曲线。 3.按两种方法求出被测材料的冷脆转化温 度Tk
二、实验内容 1 ．测定被测材料在各试验温度下的冲击吸 收功Akv。 2． 画出冲击吸收功Akv以及断口结晶状面积 百分数与各试验温度间的关系曲线。 3 ．按两种方法求出被测材料的冷脆转化温 度Tk
三、基本概念及测试原理 刻度业 开始位量 侯动修点 图5-5冲击试验机
三、基本概念及测试原理
将规定尺寸形状的标准试样放在冲击试验机的砧座上，然后将扬起 餐鑄裂被改出的喷A样 Aku。冲断试样所消耗的总功一般可分为三部分.即消耗宇试样弹性 变形的弹性功率，消耗宇试祥塑性交形的塑性功， 以及消耗于裂纹出 现至断裂的撕裂功，有时将前两部分统称为裂绞形成功，后者称为裂 纹扩展功。 某些体心立方或密排六方晶格的金属及合金，如回火马氏体、 素 体这 、 珠光体类型的钢，随着试验温度的下降，冲击吸收功变得很低 时材料将发生由韧性断裂状态向脆性断裂状态转化的温度称作为冷 转化温度。 为了了解各种材料随着工作温度下降而变脆的倾向， 求得材料的冷 癸指货 必须进行系列冲击试验。，系列冲击试验可根据材料的具 7~9个温度进行试验、莓个试验温度下冲击试样不少 个，以求得材料的冲击破收功与温度的关系曲线，（见下图）。该曲线 反映了 材料随试验温度下降而变脆的倾向。由曲线可见，冲击吸收功 在曲线上出现两个平合，上平合所对应的为材料在全韧性状态下的冲 通过观 复度买帛密的材抖在脆装凌帜被 登试验提度下冲断的武样断日，一罚求得绪晶状断日面积首分 S 的关系曲线 (见下)。由上两条曲线可求得该材料的冷脆转化温 度Tk
将规定尺寸形状的标准试样放在冲击试验机的砧座上，然后将扬起 规定角度和具有一定位能的摆锤释放，冲断试样，冲断试样所消耗的 总功即为试样断裂前所吸收的能量，也就是材料的冲击吸收功Akv或 Aku。冲断试样所消耗的总功一般可分为三部分．即消耗于试样弹性 变形的弹性功率，消耗于试祥塑性交形的塑性功，以及消耗于裂纹出 现至断裂的撕裂功，有时将前两部分统称为裂纹形成功，后者称为裂 纹扩展功。 • 某些体心立方或密排六方晶格的金属及合金，如回火马氏体、铁素 体、珠光体类型的钢，随着试验温度的下降，冲击吸收功变得很低， 这时材料将发生由韧性断裂状态向脆性断裂状态转化的温度称作为冷 脆转化温度。 为了了解各种材料随着工作温度下降而变脆的倾向，求得材料的冷 脆转化温度，必须进行系列冲击试验。系列冲击试验可根据材料的具 体情况选择7～9个温度进行试验、每个试验温度下冲击试样不少于3 个，以求得材料的冲击吸收功与温度的关系曲线（见下图）。该曲线 反映了材料随试验温度下降而变脆的倾向。由曲线可见，冲击吸收功 在曲线上出现两个平台，上平台所对应的为材料在全韧性状态下的冲 击吸收功，下平台对应的为材料在脆性状态下的冲击吸收功。通过观 察各试验温度下冲断的试样断口，可求得结晶状断口面积百分数与温 度的关系曲线（见下图）。由上两条曲线可求得该材料的冷脆转化温 度Tk
冲击吸收功-结晶状断口面积比与温度的关系(2) % 120 姜 100 美 X X 80 亲 60 40 炎 20 一黄一 0 -80-70-60-50-40-30-20-10 0 102030405060708090100 Temperature(℃) h
8 6) a) 64 50 2 69%AT -6如0强度 2040 区$-2中击经收功A,与试验迟度的关系曲战示意图
日前常用以下两种方法确定材料的冷脆转 化温度Tk: 1.断口形貌准则： 取结晶状区面积占断口总面积50%所对应 的温度作为材料的冷脆转化温度，并记为 50%FATT。 2.能量准则： 以 2 所对应的温度作为材料的冷脆 转化温度Tκ
• 目前常用以下两种方法确定材料的冷脆转 化温度TK： 1 ．断口形貌准则： 取结晶状区面积占断口总面积50%所对应 的温度作为材料的冷脆转化温度，并记为 50%FATT。 2 ．能量准则： 以 所对应的温度作为材料的冷脆 转化温度TK
四、试样材料和试样类型及实验材料、器材。 1、试样材料： 20#钢热轧态。 2、 试样类型：夏比 (charpy)V型缺口试样 55±0.6 0,8 ·V型缺口试样：缺口曲率 半径R=0.25mm。宽度 10mm;厚度10mm。 27.5±0.30 U型缺口试样：缺口曲率 半径R=1mm。宽度 10mm;厚度10mm。 55±0.6 y R=1±0.0m 1.60 27.5±0.3
四、试样材料和试样类型及实验材料、器材。 1、试样材料：20#钢热轧态。 2、试样类型：夏比 （charpy）V型缺口试样。 • V型缺口试样：缺口曲率 半径R=0.25mm。宽度 10mm；厚度10mm。 • U型缺口试样：缺口曲率 半径R=1mm。宽度 10mm；厚度10mm
3、 实验材料及器材： 摆锤式冲击试验机、酒精和干 冰、水和电炉、保温容器、温度计、 游标卡尺、手钳等
3、实验材料及器材： 摆锤式冲击试验机、酒精和干 冰、水和电炉、保温容器、温度计、 游标卡尺、手钳等。
