沖擊韌性實(shí)驗(yàn).doc

沖擊韌性實(shí)驗(yàn)沖擊韌性實(shí)驗(yàn)大綱1用擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，沖擊簡(jiǎn)支梁受載條件下的低碳鋼和鑄鐵試樣，確定一次沖擊負(fù)載作用下折斷時(shí)的沖擊韌性ku2通過(guò)分析計(jì)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(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書衡量材料抗沖擊能力的指標(biāo)用沖擊韌度來(lái)表示。沖擊韌度是通過(guò)沖擊實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定的。這種實(shí)驗(yàn)在一次沖擊載荷作用下顯示試件缺口處的力學(xué)特性(韌性或脆性)。雖然試驗(yàn)中測(cè)定的沖擊吸收功或沖擊韌度,不能直接用于工程計(jì)算，但它可以作為判斷材料脆化趨勢(shì)的一個(gè)定性指標(biāo),還可作為檢驗(yàn)材質(zhì)熱處理工藝的一個(gè)重要手段.這是因?yàn)樗鼘?duì)材料的品質(zhì)、宏觀缺陷、顯微組織十分敏感，而這點(diǎn)恰是靜載實(shí)驗(yàn)所無(wú)法揭示的。一沖擊實(shí)驗(yàn)的類型及名稱測(cè)定沖擊韌度的試驗(yàn)方法有多種。國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家所使用的常規(guī)試驗(yàn)為簡(jiǎn)支梁式的沖擊彎曲試驗(yàn)。在室溫下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)一般采用GB/T229-1994標(biāo)準(zhǔn)金屬夏比沖擊試驗(yàn)方法，另外還有“低溫夏比沖擊實(shí)驗(yàn)”，“ 高溫夏比沖擊實(shí)驗(yàn)”。由于沖擊實(shí)驗(yàn)受到多種內(nèi)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(shí)驗(yàn)方法和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，為此我國(guó)制定了金屬材料沖擊實(shí)驗(yàn)的一系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（例如GB2106、GB229-84、GB4158-84、GB4159-84）。本次實(shí)驗(yàn)介紹“金屬夏比沖擊實(shí)驗(yàn)”（即GB/T229-1994）測(cè)定沖擊韌度。二實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定低碳鋼和鑄鐵兩種材料的沖擊韌度，觀察破壞情況，并進(jìn)行比較。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 沖擊試驗(yàn)機(jī)2. 游標(biāo)卡尺 圖2-26 沖擊試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)結(jié)果不能直接比較和換算。本次試驗(yàn)采用U型缺口沖擊試樣。其尺寸及偏差應(yīng)根據(jù)GB/T229-1994規(guī)定，見圖2-27。加工缺口試樣時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制其形狀尺寸精度以及表面粗糙度。試樣缺口底部應(yīng)光滑無(wú)與缺口軸線平行的明顯劃痕。 圖2-27 沖擊試樣五實(shí)驗(yàn)原理沖擊試驗(yàn)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(yàn)前后的勢(shì)能差。試驗(yàn)時(shí)，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(shì)能為：E=GH=GL(1-cos) (2-12)沖斷試樣后，擺錘在C處所具有的勢(shì)能為：E1=Gh=GL(1-cos)。 (2-13)勢(shì)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(zhǎng)（擺軸到擺錘重心的距離）（mm）；為沖斷試樣前擺錘揚(yáng)起的最大角度；為沖斷試樣后擺錘揚(yáng)起的最大角度。圖2-28 沖擊試驗(yàn)原理圖六實(shí)驗(yàn)步驟1. 測(cè)量試樣的幾何尺寸及缺口處的橫截面尺寸。2. 根據(jù)估計(jì)材料沖擊韌性來(lái)選擇試驗(yàn)機(jī)的擺錘和表盤。3. 安裝試樣。如圖229所示。4. 進(jìn)行試驗(yàn)。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(yáng)起到最大高度，再回落時(shí)，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(yàn)完畢，將試驗(yàn)機(jī)復(fù)原。6. 沖擊試驗(yàn)要特別注意人身的安全。七實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1.計(jì)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(biāo)，它隨著試樣的絕對(duì)尺寸缺口形狀試驗(yàn)溫度等的變化而不同。2.比較分析兩種材料