断裂韧性冲击实验
一、实验目的:
1.学习低温温度下金属冲击韧性测定的操作方法;
2.测定温度对金属材料冲击韧性的影响,掌握确定金属材料的脆性转化温度T k 的方法。
二、实验设备:
1.冲击试验机。本次实验用J B-30型冲击试验机进行。
2.试样
标准夏比冲击试样有V型缺口和U 型缺口两种,U 型
缺口深度亦有2mm和5mm 两种。
三、实验原理:
本实验按冲击试验的最新国家标准G B/T229-1994进
行。用规定高度的摆锤对处于简支粱状态的缺口试
样进行一次性打击,可测量
试样折断时的冲击吸收功A k。(A k 除以试样缺口处截面积得冲击韧性值a k)。为了表明材料低温脆性倾向大小,常
韧性断裂用方法就是测定材料的“韧脆转化温
度”。一般使用标准夏比V型缺口冲击试样测定。根据不同温度下的冲击试验结果,以冲击吸收功或脆性断
面率为纵坐标,
以试验温度为横坐标绘制曲线见图1。韧脆转变温度确定
方法:
a. 冲击吸收功-温度曲线上平台与下平台区间规定百分数(n)所对应的温度,用ETT n 表示。如冲击吸收功上平台与下平台区间50%所对应的温度记为ETT50(℃)。
b. 脆性断面率-温度曲线中规定脆性断面率(n)所
对应的温度,用FTT n
表示。如脆性断面率为50%所对应的温度记为F TT50(℃)。
用不同方法测定的韧脆转变温度不能相互比较。
五、试验过程:
1.加热或冷却装置:室温到90℃可用水浴,80℃—200℃可以用油浴,室温以下用干冰(CO2)和低熔点液体混合物作为制冷剂。低熔点液体可以是煤油、酒精或其它无毒性挥发物的有机液体,进行适当配合而得到所要求的温度。例如:采用酒精加干冰调和可达到-70℃~0℃间不同温度。室温以上调节的温度要比规定的温度高3-5℃,以补偿从试样取出到冲断时温度的变化。
2.检查试验机:指针、螺帽是否过紧过松。将摆锤抬起,空冲
3.准备试样:将领到的试样擦干净,打上钢印(编号),
测量试样尺寸(精确到0.1mm),并记录。完成后将试
样用夹子放入加热器或冷却装置中均温,保温时间不少于20 分钟。
4.冲击试验,低温冲击试验从冷却装置中取出后应迅速放在试验机支座上进行试验。为保证操作迅速,在支座上安装简易的试样定位装置,以减少使用样规定位时间。若试样取出到放好已超过5秒,则不能继续冲击,必须将试样放回加热器或保温瓶中重新保温。
注意:安放试样和释放摆锤均由同一人完成,严禁两人合作。所有参加试验的人都不允许在摆锤摆动平面内站立、走动。参加本实验,一定要集中注意力,保持良好秩序。
5.冲击完后立即刹车,刹车要轻操作,不要用力太大。
6.记录冲击功A k,将指针拨回,整理数据。参照图3 观察冲断试样断口上的韧性断口与脆性断口面积之比,求出脆性断面率。
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