沖擊韌性實驗.doc

沖擊韌性實驗沖擊韌性實驗大綱1用擺錘沖擊試驗機，沖擊簡支梁受載條件下的低碳鋼和鑄鐵試樣，確定一次沖擊負載作用下折斷時的沖擊韌性ku2通過分析計算，觀察斷口，比較上述兩種材料抵抗沖擊載荷的能力沖擊韌性實驗指導書衡量材料抗沖擊能力的指標用沖擊韌度來表示。沖擊韌度是通過沖擊實驗來測定的。這種實驗在一次沖擊載荷作用下顯示試件缺口處的力學特性(韌性或脆性)。雖然試驗中測定的沖擊吸收功或沖擊韌度,不能直接用于工程計算，但它可以作為判斷材料脆化趨勢的一個定性指標,還可作為檢驗材質熱處理工藝的一個重要手段.這是因為它對材料的品質、宏觀缺陷、顯微組織十分敏感，而這點恰是靜載實驗所無法揭示的。一沖擊實驗的類型及名稱測定沖擊韌度的試驗方法有多種。國際上大多數(shù)國家所使用的常規(guī)試驗為簡支梁式的沖擊彎曲試驗。在室溫下進行的實驗一般采用GB/T229-1994標準金屬夏比沖擊試驗方法，另外還有“低溫夏比沖擊實驗”，“ 高溫夏比沖擊實驗”。由于沖擊實驗受到多種內在和外界因素的影響。要想正確反映材料的沖擊特性，必須使用沖擊實驗方法和設備標準化、規(guī)范化，為此我國制定了金屬材料沖擊實驗的一系列國家標準（例如GB2106、GB229-84、GB4158-84、GB4159-84）。本次實驗介紹“金屬夏比沖擊實驗”（即GB/T229-1994）測定沖擊韌度。二實驗目的測定低碳鋼和鑄鐵兩種材料的沖擊韌度，觀察破壞情況，并進行比較。三實驗設備1. 沖擊試驗機2. 游標卡尺 圖2-26 沖擊試驗機結構圖四試樣的制備若沖擊試樣的類型和尺寸不同，則得出的實驗結果不能直接比較和換算。本次試驗采用U型缺口沖擊試樣。其尺寸及偏差應根據(jù)GB/T229-1994規(guī)定，見圖2-27。加工缺口試樣時，應嚴格控制其形狀尺寸精度以及表面粗糙度。試樣缺口底部應光滑無與缺口軸線平行的明顯劃痕。 圖2-27 沖擊試樣五實驗原理沖擊試驗利用的是能量守恒原理，即沖擊試樣消耗的能量是擺錘試驗前后的勢能差。試驗時，把試樣放在圖228的B處，將擺錘舉至高度為H的A處自由落下，沖斷試樣即可。擺錘在A處所具有的勢能為：E=GH=GL(1-cos) (2-12)沖斷試樣后，擺錘在C處所具有的勢能為：E1=Gh=GL(1-cos)。 (2-13)勢能之差E-E1,即為沖斷試樣所消耗的沖擊功AK:AK=E-E1=GL(cos-cos) (2-14) 式中，G為擺錘重力（N）；L為擺長（擺軸到擺錘重心的距離）（mm）；為沖斷試樣前擺錘揚起的最大角度；為沖斷試樣后擺錘揚起的最大角度。圖2-28 沖擊試驗原理圖六實驗步驟1. 測量試樣的幾何尺寸及缺口處的橫截面尺寸。2. 根據(jù)估計材料沖擊韌性來選擇試驗機的擺錘和表盤。3. 安裝試樣。如圖229所示。4. 進行試驗。將擺錘舉起到高度為H處并鎖住，然后釋放擺錘，沖斷試樣后，待擺錘揚起到最大高度，再回落時，立即剎車，使擺錘停住。5. 記錄表盤上所示的沖擊功AKU值.取下試樣，觀察斷口。試驗完畢，將試驗機復原。6. 沖擊試驗要特別注意人身的安全。七實驗結果處理1.計算沖擊韌性值KU.KU =(J/cm2) (2-15)式中,AKU為U型缺口試樣的沖擊吸收功(J);S0為試樣缺口處斷面面積(cm2)。沖擊韌性值KU是反映材料抵抗沖擊載荷的綜合性能指標，它隨著試樣的絕對尺寸缺口形狀試驗溫度等的變化而不同。2.比較分析兩種材料