最新6-1沖擊彎曲試驗與沖擊韌性課件

6-1沖擊彎曲試驗與沖擊韌性6-1沖擊彎曲試驗與沖擊韌性

飛機起飛

飛機降落飛機起飛飛機降落行駛的汽車通過道路上的凹坑行駛的汽車通過道路上的凹坑

鋼材的加工（鍛造、沖裁、模鍛）鋼材的加工（鍛造、沖裁、模鍛）

沖擊載荷與靜載荷區(qū)別：加載速率（載荷施加于試樣的速率）不同，即形變（應(yīng)變）速率不同。為了評定材料承受沖擊載荷的能力，揭示材料在沖擊載荷下的力學(xué)行為，就需要進行相應(yīng)的力學(xué)性能試驗。本章主要介紹：評定材料承受沖擊載荷的能力；揭示材料在沖擊載荷下的力學(xué)行為。主要介紹材料在沖擊載荷下的力學(xué)行為和性能特點以及金屬材料的低溫脆性。沖擊載荷與靜載荷區(qū)別：加載速率（載荷施加于試樣的速率一、沖擊彎曲試驗

1.一次沖擊彎曲試驗（1）試驗儀器：擺錘式?jīng)_擊試驗機；§6.1沖擊彎曲試驗及沖擊韌性一、沖擊彎曲試驗§6.1沖擊彎曲試驗及沖擊韌性

（2）標準試樣：國家標準規(guī)定沖擊彎曲試驗用標準試樣分別為:夏比（Charpy）U型缺口試樣和夏比V型缺口試樣，沖擊吸收功分別記為AKU

和AKV。幾何尺寸為：

陶瓷、鑄鐵或工具鋼等脆性材料的沖擊試驗常用無缺口試樣（2）標準試樣：國家標準規(guī)定沖擊彎曲試驗用標準試樣分別為（3）試驗原理擺錘(質(zhì)量為G)舉至H1的位置(位能為GH1)，釋放擺錘沖斷試樣；擺錘擺至H2的位置(位能為GH2)；擺錘沖斷試樣失去的位能為GH1－GH2

。

此即為試樣變形和斷裂所吸收的功，稱為沖擊吸收功，以AK表示，單位為J。

AK=GH1－GH2

（3）試驗原理2.多次沖擊試驗

大量試驗結(jié)果表明，很多材料即使承受劇烈的沖擊載荷作用，也很難一次斷裂。因此就出現(xiàn)了多次沖擊試驗。實踐表明，試件破壞前承受的沖擊次數(shù)少于500-1000次時，斷裂規(guī)律與一次沖擊相同；破壞前的沖擊次數(shù)＞105時，呈現(xiàn)出典型的疲勞斷口特征。2.多次沖擊試驗

沖擊頻率(沖擊次數(shù))：450周次/min和600周次/min。沖擊功A--沖斷次數(shù)N曲線?？梢钥闯?，隨A的減少，N增加。

多次沖擊試驗采用PC-l50型落錘式多次沖擊試驗機。沖擊頻率(沖擊次數(shù))：450周次/min和600周二、沖擊韌性及其工程意義1.一次沖擊(1)沖擊韌度或沖擊值aKU(aKV):用沖擊吸收功AKU(AKV)除以試樣缺口處截面積FN(cm2)。即：

沖擊韌度表示單位面積的平均沖擊功值。但實際當(dāng)中，試件承受沖擊作用時，缺口界面上的應(yīng)力分布不均勻，塑性變形和試樣所吸收的功主要集中在缺口附近，取平均值的意義不大。所以這個指標應(yīng)用不多。二、沖擊韌性及其工程意義(2)一次沖擊試驗的工程意義:

①衡量材料韌脆多直接用沖擊功AKU（AKV）。它能反映出原始材料的冶金質(zhì)量和熱加工產(chǎn)品的質(zhì)量。通過測量AK值和對沖斷試樣的斷口分析，可揭示原材料中的氣孔、夾雜、偏析、嚴重分層和夾雜物超標等冶金缺陷；還可檢查過熱、過燒、回火脆性等鍛造或熱處理缺陷。

(2)一次沖擊試驗的工程意義:

②測定材料的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度。根據(jù)系列沖擊試驗（低溫沖擊試驗）可獲得AK與溫度的關(guān)系曲線，據(jù)此確定材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，以供選材參考或抗脆斷設(shè)計。

③對σs大致相同的材料,根據(jù)AK值可以評定材料對大能量沖擊破壞的缺口敏感性.AK值越大，說明材料對缺口越不敏感。②測定材料的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度。根據(jù)系列沖擊2.多次沖擊一般采用某種沖擊能量A下的沖斷周次N或用要求的沖擊工作壽命N時的沖斷能量A表示試樣的多沖抗力。沖擊抗力的指標有如下規(guī)律：（1）沖擊能量高時，材料的多次沖擊抗力主要取決于塑性；沖擊能量低時，材料的多沖抗力主要取決于強度。

如圖，經(jīng)500℃回火鋼的特點是塑性高，強度低。經(jīng)200℃回火鋼的特點是強度高，塑性低。在交點以左，500℃回火鋼抗沖擊疲勞能力強，壽命長；在交點以右，200℃回火鋼抗沖擊疲勞能力強，壽命長。2.多次沖擊（1）沖擊能量高時，材料（2）不同的沖擊能量要求不同的強度與塑性配合。如圖，40鋼（含碳量為0.4%的鋼）的沖擊疲勞抗力隨回火溫度的變化（即鋼材塑性的高低）不是單調(diào)的變化，而是在某一溫度下有一個峰值。且此峰值隨沖擊能量增加向高溫方向移動。說明不同沖擊能量下，要求的強度和塑性配合不同。（2）不同的沖擊能量要求不同的強度與塑性配合。（3）材料強度等級不同，塑性和沖擊韌度對沖擊疲勞抗力的影響不同。高強度鋼和超高強度鋼的塑性和沖擊韌性對提高沖擊疲勞抗力有較大作用；而中、低強度鋼的塑性和沖擊韌性對提高沖擊疲勞抗力作用不大。

（3）材料強度等級不同，塑性和沖擊韌度對沖擊此課件下載可自行編輯修改，僅供參考！

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鋼材的加工（鍛造、沖裁、模鍛）鋼材的加工（鍛造、沖裁、模鍛）

沖擊載荷與靜載荷區(qū)別：加載速率（載荷施加于試樣的速率）不同，即形變（應(yīng)變）速率不同。為了評定材料承受沖擊載荷的能力，揭示材料在沖擊載荷下的力學(xué)行為，就需要進行相應(yīng)的力學(xué)性能試驗。本章主要介紹：評定材料承受沖擊載荷的能力；揭示材料在沖擊載荷下的力學(xué)行為。主要介紹材料在沖擊載荷下的力學(xué)行為和性能特點以及金屬材料的低溫脆性。沖擊載荷與靜載荷區(qū)別：加載速率（載荷施加于試樣的速率一、沖擊彎曲試驗

1.一次沖擊彎曲試驗（1）試驗儀器：擺錘式?jīng)_擊試驗機；§6.1沖擊彎曲試驗及沖擊韌性一、沖擊彎曲試驗§6.1沖擊彎曲試驗及沖擊韌性

（2）標準試樣：國家標準規(guī)定沖擊彎曲試驗用標準試樣分別為:夏比（Charpy）U型缺口試樣和夏比V型缺口試樣，沖擊吸收功分別記為AKU

和AKV。幾何尺寸為：

陶瓷、鑄鐵或工具鋼等脆性材料的沖擊試驗常用無缺口試樣（2）標準試樣：國家標準規(guī)定沖擊彎曲試驗用標準試樣分別為（3）試驗原理擺錘(質(zhì)量為G)舉至H1的位置(位能為GH1)，釋放擺錘沖斷試樣；擺錘擺至H2的位置(位能為GH2)；擺錘沖斷試樣失去的位能為GH1－GH2

。

此即為試樣變形和斷裂所吸收的功，稱為沖擊吸收功，以AK表示，單位為J。

AK=GH1－GH2

（3）試驗原理2.多次沖擊試驗

大量試驗結(jié)果表明，很多材料即使承受劇烈的沖擊載荷作用，也很難一次斷裂。因此就出現(xiàn)了多次沖擊試驗。實踐表明，試件破壞前承受的沖擊次數(shù)少于500-1000次時，斷裂規(guī)律與一次沖擊相同；破壞前的沖擊次數(shù)＞105時，呈現(xiàn)出典型的疲勞斷口特征。2.多次沖擊試驗

沖擊頻率(沖擊次數(shù))：450周次/min和600周次/min。沖擊功A--沖斷次數(shù)N曲線。可以看出，隨A的減少，N增加。

多次沖擊試驗采用PC-l50型落錘式多次沖擊試驗機。沖擊頻率(沖擊次數(shù))：450周次/min和600周二、沖擊韌性及其工程意義1.一次沖擊(1)沖擊韌度或沖擊值aKU(aKV):用沖擊吸收功AKU(AKV)除以試樣缺口處截面積FN(cm2)。即：

沖擊韌度表示單位面積的平均沖擊功值。但實際當(dāng)中，試件承受沖擊作用時，缺口界面上的應(yīng)力分布不均勻，塑性變形和試樣所吸收的功主要集中在缺口附近，取平均值的意義不大。所以這個指標應(yīng)用不多。二、沖擊韌性及其工程意義(2)一次沖擊試驗的工程意義:

①衡量材料韌脆多直接用沖擊功AKU（AKV）。它能反映出原始材料的冶金質(zhì)量和熱加工產(chǎn)品的質(zhì)量。通過測量AK值和對沖斷試樣的斷口分析，可揭示原材料中的氣孔、夾雜、偏析、嚴重分層和夾雜物超標等冶金缺陷；還可檢查過熱、過燒、回火脆性等鍛造或熱處理缺陷。

(2)一次沖擊試驗的工程意義:

②測定材料的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度。根據(jù)系列沖擊試驗（低溫沖擊試驗）可獲得AK與溫度的關(guān)系曲線，據(jù)此確定材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，以供選材參考或抗脆斷設(shè)計。

③對σs大致相同的材料,根據(jù)AK值可以評定材料對大能量沖擊破壞的缺口敏感性.AK值越大，說明材料對缺口越不敏感。②測定材料的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度。根據(jù)系列沖擊2.多次沖擊一般采用某種沖擊能量A下的沖斷周次N或用要求的沖擊工作壽命N時的沖斷能量A表示試樣的多沖抗力。沖擊抗力的指標有如下規(guī)律：（1）沖擊能量高時，材料的多次沖擊抗力主要取決于塑性；沖擊能量低時，材料的多沖抗力主要取決于強度。

如圖，經(jīng)500℃回火鋼的特點是塑性高，強度低。經(jīng)200℃回火鋼的特點是強度高，塑性低。在交點以左，500℃回火鋼抗沖擊疲勞能力強，壽命長；在交點以右，200℃回火鋼抗沖擊疲勞能力強，壽命長。2.多次沖擊（1）沖擊能量高時，材料（2）不同的沖擊能量要求不同的強度與塑性配合。如圖，40鋼（含碳量為0.4%的鋼）的沖擊疲勞抗力隨回火溫度的變化（即鋼材塑性的高低）不是單調(diào)的變化，而是在某一溫度下有一個峰值。且此峰值隨沖擊能量增加向高溫方向移動。說明不同沖擊能量下，要求的強度和塑性配