金属冲击试样在冲击过程中发生扭转的原因及对冲击吸收功的影响

金属材料冲击试验

实验报告课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定批阅人：实验时间：2 实验地点：实验室报告完成时间：2 姓名：学号：班级：材同组实验者：指导教师：一、实验目的1.了解冲击韧性的含义及其表达方式。

2.掌握金属冲击试验机的操作方法。

3.分析温度对材料韧脆转变的影响，理解金属的低温脆性。

二、实验原理1、冲击试验原理冲击载荷是指载荷在与承载构件接触的瞬间内速度发生急剧变化的情况，即有一定的加载速率的载荷。

冲击韧性是指金属材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功能力，常用标准试样的冲击吸收功K A 来表示。

冲击吸收功K A 值越大，表明材料的抗冲击性能越好。

本试验通过缺口试样的冲击弯曲试验来测量材料的冲击吸收功。

缺口试样的冲击弯曲试验的原理如图1所示，试验是在摆锤式冲击试验机上进行的。

将试样水平放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向上。

然后将具有一定质量m 的摆锤举至一定高度0H ，使其获得一定位能0mgH 。

释放摆锤冲击试样，摆锤的剩余能量为1mgH ，侧摆锤冲击试样失去的位能10-mgH mgH ，即为试样变性和断裂所消耗的功，就是冲击吸收功K A 。

图1 摆锤式冲击试验机图2 V 形缺口试样在冲击试验机上实际操作过程中，冲击前先将指针调零，冲击完成后指针自动转向表盘上冲击吸收功K A 所指的刻度处，单位为J ，实验者只需按要求按放好试样，调零和读数即可，不需要测量0H 和1H 的大小。

2、冲击试验试样冲击吸收功K A 值与试样的尺寸、缺口形状和支撑方式有关。

为了便于比较，国标给定了两种缺口的冲击弯曲标准试样，它们是U 形缺口和V 形缺口，本实验使用的是GB/T229-1994规定10×10标准夏氏V 型缺口试样，其尺寸为：形缺口深V 2,551010mm mm mm mm ⨯⨯12mm ，（如图2）这里指出，用V 型缺口试样测定的冲击吸收功用KV A 表示，用U 型缺口试样测定的冲击吸收功用KU A 表示。

金属材料冲击实验报告

金属材料冲击实验报告金属材料冲击实验报告引言：金属材料的冲击性能是评估其在受到外力冲击时的抗击破能力的重要指标。

本实验旨在通过冲击实验，研究不同金属材料的冲击性能，并对实验结果进行分析和讨论。

实验方法：1. 实验材料选择本次实验选取了常见的三种金属材料：铝、铜和钢。

它们分别代表了轻质、中质和重质金属材料。

2. 实验装置使用冲击试验机，该机器能够提供一定速度和力度的冲击。

同时，为了保证实验的安全性，我们在实验装置上安装了安全防护措施。

3. 实验步骤首先，我们将待测金属材料切割成相同大小的样品。

然后，将样品固定在实验装置上，并设置冲击试验机的冲击速度和力度。

接下来，启动实验装置，观察并记录每个金属材料在冲击下的变形情况。

实验结果：1. 铝材料在冲击试验中，铝材料表现出较好的韧性和延展性。

当受到冲击时，铝材料会发生一定的塑性变形，但不会立即破裂。

这是因为铝材料具有较高的塑性和延展性，能够吸收冲击能量，并将其分散到材料的其他部分。

因此，铝材料在一定程度上能够抵抗冲击破坏。

2. 铜材料与铝材料相比，铜材料在冲击试验中表现出更高的硬度和强度。

当受到冲击时，铜材料会发生一定的塑性变形，但也不会立即破裂。

然而，与铝材料不同的是，铜材料的塑性变形程度较小，更多的能量会转化为热能。

因此，铜材料在冲击试验中能够更好地抵抗冲击破坏。

3. 钢材料钢材料是一种具有高强度和高硬度的金属材料。

在冲击试验中，钢材料表现出较低的塑性变形和较高的抗冲击能力。

当受到冲击时，钢材料几乎不会发生塑性变形，而是会立即破裂。

这是因为钢材料的高硬度和高强度使其无法吸收和分散冲击能量，从而导致材料的破坏。

实验讨论：通过本次实验，我们可以得出以下结论：1. 不同金属材料具有不同的冲击性能，这与其材料的硬度、强度、塑性和延展性等性质有关。

2. 在冲击试验中，铝材料表现出较好的韧性和延展性，能够一定程度上抵抗冲击破坏。

3. 铜材料具有较高的硬度和强度，能够更好地抵抗冲击破坏。

金属材料冲击实验报告

金属材料冲击实验报告1. 引言金属材料的冲击实验是评估其抗冲击性能的重要方法之一。

本实验旨在通过对金属材料进行冲击试验，分析材料的抗冲击性能和断裂行为，为材料的设计和应用提供参考。

本文将详细介绍实验的步骤、实验装置以及实验结果的分析。

2. 实验材料和装置2.1 实验材料本实验采用了常见的金属材料之一——钢材作为实验样本。

钢材具有良好的强度和韧性，在工业应用中被广泛使用。

2.2 实验装置本次实验所需的主要装置有：•冲击试验机：用于施加冲击力并记录冲击力的大小；•冲击试样：采用钢材制成的标准试样，具有一定的尺寸和形状。

3. 实验步骤3.1 准备工作首先，准备好所需的实验装置和试样。

确保冲击试验机正常工作，并根据试样的要求调整试验机的参数。

3.2 安装试样将试样放置在冲击试验机的夹持装置中，确保试样的位置正确并紧固夹持装置。

3.3 施加冲击力根据实验要求，设置合适的冲击力大小。

通过冲击试验机的控制面板或软件，选择合适的参数并启动试验。

3.4 记录实验数据在冲击试验机施加冲击力的过程中，记录冲击力的大小和持续时间等相关数据。

可以通过冲击试验机的显示屏或连接的计算机软件进行实时监测和记录。

3.5 统计破裂情况观察试样在冲击过程中的破裂情况，记录破裂面的形态和位置。

可以使用显微镜等工具对破裂面进行进一步的观察和分析。

3.6 数据处理和分析根据实验所得的数据，对冲击试验的结果进行处理和分析。

计算试样的抗冲击能力、破裂韧性等参数，并与其他材料进行对比分析。

4. 实验结果和讨论根据本次实验的数据和分析结果，我们得到了钢材的抗冲击性能和破裂行为。

通过分析试样的破裂面形态和位置，我们可以判断材料的断裂方式和破坏机理。

此外，通过与其他材料的对比分析，可以评估钢材在冲击载荷下的性能。

实验结果表明，钢材表现出较高的抗冲击能力和韧性。

其破裂面呈现出韧窝状形态，表明材料在冲击载荷下发生了塑性变形。

与其他材料相比，钢材具有更好的抗冲击性能，适用于承受冲击载荷的工程和结构应用。

金属材料冲击韧性影响因素的分析

1 .原材料的影响金属材料的冲击韧性与金属材料自身的金相组织结构、化学成分、物理性能、加工工艺、热处理工艺等均有关，因此冲击试验成为检查金属材料的冶金质量必不可少的手段。

由于原材料自身性能的影响，导致冲击试验结果的离散性较大。

孙国庆等人研究了材料化学成分（包括C、si、Mn. P、S）金相组织（组成相、晶粒度、带状组织）、热处理工艺、非金属夹杂等对板材冲击韧性的影响，结果表明：化学成分是通过组织来影响金属材料冲击韧性的，当C、P、S含量增加时，冲击韧性减小，珠光体含量越高则冲击韧性越小，铁素体含量越高则冲击韧性越大，非金属夹杂会破坏组织的连续性，导致应力集中，因此提高组织均匀性和钢材中洁净度水平，可以提高材料冲击韧性。

徐慧君等人通过实验研究了球墨铸铁冲击韧性的影响因素，研究表明：强度低、塑性和韧性好的铁素体含量越高，冲击韧性则越好；网状的渗碳体会恶化球墨铸铁的韧性，其数量越多球墨铸铁的冲击韧性越差，一般提高含碳量可以提高球墨铸铁材料的冲击韧性。

2 .冲击试样取样方向的影响实际生产和工程应用中，金属材料大多都采用轧制的方式，在轧制过程中金属夹杂伴随着金属晶粒沿着主变形方向被拉长，形成金属纤维组织，严重影响金属材料的冲击韧性。

因此，沿着轧制方向取样，即试样长轴平行于轧制方向，缺口开在垂直于轧制方向上，这样取样使得冲击韧性较大；反之，垂直于轧制方向取样，顺着轧制方向开缺口，这样取样使得冲击韧性较小。

3、缺口几何形状和加工质量的影响3.1缺口几何形状根据GB/T229-2007标准中对缺口形状的分类，主要分为U型和V型两种缺口，V型缺口相比U 型缺口，应力更加集中，通过对比试验发现，两种缺口的冲击韧性存在差异。

孙芳芳等人在室温条件下，研究了5种不同缺口形状对铁基烧结材料冲击韧性的影响，结果表明，有缺口的冲击试样无论缺口形状为何，其冲击韧性都远小于无缺口的冲击试样，有缺口的试样断□塑性变形明显，无缺口的冲击试样断□无塑性变形；文章还对V型、U型、I型、半圆型等缺口类型的冲击韧性进行了比对试验，发现其冲击韧性从大到小依次为：半圆型、U型、V型、I型冲击试样。

金属的冲击实验报告

金属的冲击实验报告引言金属具有许多优秀的性能，如良好的导电性、导热性、强度等，因此被广泛应用于工业生产和科学研究中。

然而，当金属受到外力冲击时，其性能可能发生改变，甚至导致破损和失效。

为了更好地了解金属的冲击性能，我们进行了一项金属的冲击实验。

实验目的1. 掌握金属冲击测试的基本原理和方法；2. 研究金属在不同冲击条件下的性能变化；3. 分析和评价金属的冲击性能。

实验装置与材料1. 冲击试验机：用于模拟金属受到外力冲击的条件；2. 金属样品：选取常见的铁、铝和铜作为实验材料；3. 试样制备工具：包括锉刀、打磨机等。

实验步骤1. 制备金属样品：根据实验需要，将金属材料制成具有一定尺寸的试样；2. 调整冲击试验机的参数：根据金属样品的特性和实验要求，设置冲击试验机的力度和速度等参数；3. 进行冲击试验：将金属样品放置在冲击试验机上，启动试验机进行冲击测试；4. 记录实验数据：记录金属样品在冲击过程中的行为和变化情况，如变形、裂纹等；5. 进行定量分析：根据实验数据，进行定量分析，比较不同金属样品的冲击性能。

实验结果与分析经过一系列冲击试验，我们得到了以下实验结果：1. 铁在冲击试验中表现出较高的抗冲击性能，能够承受较大的冲击力而不破裂或严重变形；2. 铝在冲击试验中表现出较弱的抗冲击性能，容易发生断裂和变形；3. 铜在冲击试验中表现出较好的韧性，能够吸收冲击能量并延缓断裂的发生。

根据以上结果，我们可以得出如下结论：1. 不同金属的抗冲击性能存在差异，选择合适的金属材料可以提高产品的耐用性和安全性；2. 铁可以作为一种较好的结构材料，在需要承受大冲击力的场合具有一定的优势；3. 铜可以作为一种较好的冲击吸收材料，可用于制造护具和防护装备等。

实验结论通过本次实验，我们对金属的冲击性能进行了研究和分析。

不同金属在冲击试验中表现出不同的性能，可供我们根据实际需求进行选择和应用。

了解金属的冲击性能对于工程设计和产品制造具有重要意义，可为我们提供参考和指导。

金属冲击试验实验报告

一、实验目的1. 了解金属冲击试验的基本原理和方法。

2. 通过冲击试验，测定金属在不同温度下的冲击吸收功，分析其冲击韧性和韧脆转变温度。

3. 比较不同金属的冲击性能，为金属材料的应用提供参考。

二、实验原理金属冲击试验是一种常用的力学性能试验方法，用于测定金属在冲击载荷作用下的力学性能。

冲击试验原理如下：1. 冲击试验采用摆锤冲击试验机进行，摆锤的势能转化为试样的冲击能，使试样在冲击过程中产生断裂。

2. 试样在冲击过程中吸收的能量称为冲击吸收功（Ak），其计算公式为：Ak = 1/2 mgh，其中m为摆锤质量，g为重力加速度，h为摆锤高度。

3. 通过测定冲击吸收功，可以分析金属的冲击韧性和韧脆转变温度。

三、实验材料与设备1. 实验材料：低碳钢、T8钢、工业纯铁。

2. 实验设备：金属摆锤冲击试验机、游标卡尺、温度计、冲击试样。

四、实验步骤1. 准备试样：将实验材料加工成标准冲击试样，试样尺寸符合GB/T 229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》的要求。

2. 设置试验参数：根据实验要求，调整冲击试验机的摆锤能量和冲击速度。

3. 进行冲击试验：将试样放置在冲击试验机的支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间。

调整摆锤高度，使摆锤获得一定的势能，然后释放摆锤进行冲击试验。

4. 测量冲击吸收功：记录摆锤冲击试样后剩余的高度，计算冲击吸收功。

5. 测量试样温度：在冲击试验过程中，实时测量试样温度，分析金属的韧脆转变温度。

五、实验结果与分析1. 冲击吸收功：根据实验数据，绘制不同金属在不同温度下的冲击吸收功曲线，分析其冲击韧性和韧脆转变温度。

2. 冲击韧度：根据冲击吸收功，计算不同金属的冲击韧度，比较其冲击性能。

3. 韧脆转变温度：根据冲击吸收功曲线，确定不同金属的韧脆转变温度。

六、实验结论1. 低碳钢、T8钢和工业纯铁在不同温度下的冲击吸收功存在明显差异，说明不同金属的冲击性能存在差异。

2. 低碳钢的冲击韧度最高，T8钢次之，工业纯铁最低。

冲击试验吸收能量的原理

冲击试验吸收能量的原理冲击试验是一种常用的实验方法，用于评估材料、构件和结构在受到冲击载荷时的动态响应和性能。

而能量吸收则是冲击试验中一个重要的参数，它代表了材料或结构在冲击载荷作用下所能吸收的能量。

能量吸收是指材料或结构在受到冲击载荷时将其转化为内部变形、塑性变形或其他形式的能量耗散。

能量吸收的原理主要涉及到以下几个方面：1.动能转化：当冲击载荷作用到材料表面时，载荷会以动能的形式传递到材料内部。

材料内部的分子结构会受到振动或变形，将动能转化为内部变形能、塑性变形能等其他形式的能量。

2.材料的应力-应变关系：材料的应力-应变关系是冲击试验中能量吸收的基础。

当材料受到冲击载荷时，应力会在材料内部产生。

材料的应力-应变关系决定了材料在受到冲击载荷时产生的应变程度，进而影响能量吸收的大小。

3.动能耗散机制：动能耗散机制是冲击试验能量吸收的重要因素之一。

材料在受到冲击载荷时，会发生摩擦、撞击、剪切等多种变形形式，从而将动能转化为内部能量的损失。

4.结构的几何形状：结构的几何形状也是影响冲击试验能量吸收的重要因素之一。

结构的几何形状决定了其受力分布的方式，从而影响能量的吸收和分散。

例如，具有较大面积的结构在受到冲击载荷时能够吸收更多的能量。

在冲击试验中，能量吸收的大小通常通过量化指标来表示，例如吸收能量密度（absorbed energy density）、吸收能量比（energy absorption ratio）等。

这些指标可以用来评估材料和结构的冲击韧性和耐冲击性能。

总之，能量吸收是冲击试验中的一个重要参数，它代表了材料或结构在受到冲击载荷时所能吸收的能量。

能量吸收的原理主要包括动能转化、材料的应力-应变关系、动能耗散机制和结构的几何形状等方面。

通过研究能量吸收的原理，可以更好地理解材料和结构在受到冲击载荷时的动态响应和性能，以及优化设计和改进材料的冲击韧性和耐冲击性能。

金属材料冲击性能检验影响因素分析

有Ｕ型缺口或Ｖ型缺口，在夏比冲击试验机上处于
图１冲击试验示意
１．２影响冲击试验的因素
冲击试验是在动态的力下进行，所以影响夏比冲击试验结果正确性和分散性的因素很多，其中主
要的影响因素有以下几种。
的钢材性能有一定误差，对产品质量研究和控制带
的表面拉应力最大，对表面缺陷敏感，因此被广泛的
应用于材料宏观和显微组织缺陷的检验，如夹渣、气泡、分层、偏析及夹杂物等。
来负面的影响。
１试验过程及讨论
莱钢科技
２０１４年８月
金属材料冲击性能检验影响因素分析
王晶，卢爱凤，陈彬，任静，刘洋（宽厚板事业部）
摘ห้องสมุดไป่ตู้
要：分析了影响冲击试验准确性的各个因素，通过试样加工中心的软件升级改造，提高了
１．２．２冲击试样的取样位置和方向
大量的试验证明，在各种冶金产品不同方向和位置上切取冲击样坯时，会得到不同的试验结果，尤其对截面尺寸较大的条钢、型钢和钢板，如在钢材的
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专业。高级工程师，主要从事钢铁质量检验工作。
作者简介：王品（１９７６一），女，１９９６年毕业于山东工业大学机械工程

钢冲击实验报告

一、实验目的1. 了解冲击试验的基本原理和方法。

2. 掌握冲击试验机的操作方法和注意事项。

3. 通过冲击试验，测定材料的冲击韧性，分析材料的脆性转变温度。

4. 比较不同材料的冲击性能，为材料选择提供依据。

二、实验原理冲击试验是评估材料在受到冲击载荷作用时抵抗断裂的能力。

冲击试验的基本原理是利用冲击试验机对试样进行冲击，测定试样在冲击过程中吸收的能量，即冲击吸收功。

冲击吸收功越大，材料的冲击韧性越好。

冲击韧性是指材料在受到冲击载荷作用时，抵抗断裂的能力。

冲击韧性可以通过冲击试验机测定，常用的冲击试验机有摆锤冲击试验机和落锤冲击试验机。

本实验采用摆锤冲击试验机进行冲击试验。

冲击韧性试验中，试样受到冲击后，断口形貌分为三个区域：韧性区、脆性区和过渡区。

韧性区是指试样断裂前发生较大塑性变形的区域，脆性区是指试样断裂前几乎没有塑性变形的区域，过渡区是指韧性区和脆性区之间的区域。

冲击韧性的表示方法有：冲击吸收功（Ak）、冲击韧度（KIC）和冲击韧性（JIC）等。

本实验采用冲击吸收功（Ak）来表示材料的冲击韧性。

三、实验设备1. 冲击试验机：JB-300型摆锤冲击试验机2. 试样：低碳钢、中碳钢、高碳钢等3. 游标卡尺4. 温度计5. 计算器四、实验步骤1. 试样制备：按照国家标准GB/T 229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》制备试样，试样尺寸为10mm×10mm×55mm，缺口为U形或V形。

2. 试样测量：使用游标卡尺测量试样尺寸，精确到0.01mm。

3. 冲击试验：将试样放入冲击试验机的试样夹具中，调整试样位置，使缺口位于冲击方向。

4. 冲击试验机操作：打开冲击试验机电源，调整摆锤高度，使摆锤与试样距离为一定的距离。

按动冲击试验机按钮，使摆锤自由落下冲击试样。

5. 数据记录：记录冲击试验过程中冲击吸收功（Ak）、冲击韧度（KIC）等数据。

6. 冲击试验重复：对同一试样进行多次冲击试验，取平均值作为最终结果。

金属材料冲击功影响因素分析

金属材料冲击功影响因素分析杨中桂工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定规定形状和尺寸的试样在冲击试验载荷一次作用下折断时所吸收的功。

一般把冲击功值低的材料称为脆性材料，冲击功值高的材料称为韧性材料。

在材料的各项机械性能指标中，冲击功是对材料的化学成分、冶金质量、组织状态、内部缺陷以及试验温度等比较敏感的一个质量指标，本文分析了冲击功的物理意义和影响冲击功的因素，指出了冲击功在工程实际中的几项应用，并就冲击功指标的选取提出了建议。

1 冲击功的测定和物理意义1.1冲击功的测定冲击功通常是在摆锤式冲击试验机上测定的，摆锤冲断带有缺口的试样所消耗的功称为冲击吸引功。

目前我国采用的冲击试验标准是GB/T 229-2007（金属材料夏比摆锤冲击试验方法），试样的缺口形式有U形和V形两种，V形缺口根部半径小，对冲击更敏感。

该试验标准规定了两种摆锤刀刃半径，分别为2mm和8mm，其冲击功分别用KU2、KU8或KV2、KV8表示。

图1为夏比V型缺口冲击试样的外形尺寸图。

图1 夏比V型缺口冲击试样的外形尺寸图1.2冲击功的分解冲击试验测出的冲击功缺乏明确的物理意义，不能作为表征金属结构件实际抵抗冲击载荷能力的判据，只能相对近似地表征金属抵抗已经发生断裂的再扩展能力。

从20世纪60-70年代开始科学工作者利用示波冲击机测定冲击力-位移曲线来分解冲击功，解决了冲击功物理意义不明确的问题。

众所周知，功是物体在力作用下沿力的作用方向产生的位移与力的乘积，那么冲击力-位移曲线下的面积就等于冲断试样所消耗的冲击功。

如图2所示，冲击功W t可分解成3个部分：W t=W e+W d+W p（1）式中：W e是消耗在试样弹性变形时的弹性变形功；W d是裂纹形成前消耗于试样塑性变形时的塑性变形功；W p消耗在裂纹形成后裂纹扩展时的功，即裂纹扩展功。

图2 冲击力-位移曲线冲击功也可分为两个部分：一部分为裂纹形成功：W I=W e+W d，它主要消耗在试样的弹性变形、塑性变形及裂纹形成上；另一部分为裂纹扩展功W d。

金属材料扭转实验原理

金属材料扭转实验原理
金属材料扭转实验原理是通过施加扭转力来研究金属材料的机械性能。

扭转实验通常利用扭转试验机进行，其基本原理如下：
1. 准备样品：从金属材料中制备出适当的样品，通常是圆柱形状。

样品的尺寸和几何形状需根据实验要求确定。

2. 安装样品：将样品安装在扭转试验机中，确保样品精确地固定在试验夹具上。

3. 施加扭转力：通过扭转机构施加扭转力，使样品发生扭转变形。

扭转力的大小和施加方式需根据实验设计来确定。

4. 测量变形：通过合适的测量装置，记录样品的扭转角度和扭转力的测量值。

通常会使用扭转角度传感器和扭转力传感器来实时监测。

5. 计算弹性模量：根据扭转实验中的测量数据，可以通过适当的公式计算出金属材料的弹性模量。

弹性模量是评估材料刚度和变形能力的重要指标。

通过对金属材料进行扭转实验，可以获得材料在扭转过程中的应力-应变关系，进而研究材料的塑性变形行为、强度和刚度
等机械性能。

同时，还可以分析材料的断裂机制和疲劳寿命等方面的特性。

扭转实验在材料科学和工程领域中具有重要的应用价值。

金属冲击实验报告

金属冲击实验报告金属冲击实验报告引言：金属冲击实验是一种常见的实验方法，用于研究金属材料在受到冲击时的性能和行为。

通过对金属材料的冲击实验，我们可以了解金属的强度、韧性、断裂特性以及变形行为等重要参数，从而为工程设计和材料选择提供依据。

本文将介绍金属冲击实验的基本原理、实验装置和测试方法，以及实验结果的分析和讨论。

一、实验原理金属冲击实验是通过给金属材料施加冲击载荷，观察其在冲击载荷下的变形和破坏行为，以评估材料的性能。

金属材料在受到冲击载荷时，会发生塑性变形、断裂或破坏。

冲击载荷的大小和速度会对金属材料的响应产生重要影响。

二、实验装置金属冲击实验通常使用冲击试验机进行。

冲击试验机包括一个冲击头、一个试样支撑台和一个测量系统。

冲击头用来施加冲击载荷，试样支撑台用来固定试样，测量系统用来记录试样在冲击载荷下的变形和破坏行为。

三、实验方法1. 准备试样：根据实验需求，选择适当的金属材料，并根据标准规范制备试样。

试样的尺寸和形状应符合实验要求。

2. 安装试样：将试样放置在试样支撑台上，并确保试样的位置和方向正确。

3. 施加冲击载荷：通过冲击试验机的控制系统，控制冲击头施加冲击载荷。

载荷的大小和速度可以根据实验要求进行调整。

4. 记录数据：使用测量系统记录试样在冲击载荷下的变形和破坏行为。

可以记录的数据包括载荷-位移曲线、载荷-时间曲线等。

5. 分析实验结果：根据记录的数据，分析试样的变形和破坏行为，并评估金属材料的性能。

四、实验结果分析与讨论通过金属冲击实验，我们可以得到试样在冲击载荷下的变形和破坏行为。

根据载荷-位移曲线和载荷-时间曲线，我们可以评估金属材料的强度、韧性和断裂特性等重要参数。

在实验结果分析中，我们可以比较不同金属材料的性能差异。

例如，对比不同金属材料的载荷-位移曲线，我们可以观察到不同材料的强度和韧性差异。

某些金属材料可能具有较高的强度，但在受到冲击载荷时容易发生断裂。

而其他材料可能具有较高的韧性，能够在受到冲击载荷时发生较大的塑性变形而不断裂。

金属材料的扭转实验报告

金属材料的扭转实验报告金属材料的扭转实验报告引言金属材料是工程领域中广泛应用的一类材料，其力学性能对于工程设计和材料选择具有重要的意义。

本实验旨在通过扭转实验来研究金属材料的力学行为和材料性能，为工程实践提供参考。

一、实验目的本实验的主要目的是通过扭转实验，研究金属材料在扭转加载下的力学行为和材料性能，包括材料的刚度、强度、塑性变形等方面的特性。

二、实验原理扭转实验是通过施加扭矩来加载金属材料，使其发生扭转变形。

扭转实验中，材料受到的扭矩与扭角之间的关系可以用扭转弹性模量和剪切应力来描述。

扭转弹性模量是材料在弹性阶段扭转变形时的比例系数，剪切应力则是材料受到的扭矩与截面积之比。

三、实验步骤1. 准备工作：选择一块金属样品，将其加工成圆柱形，并测量其长度和直径，计算出截面积。

2. 搭建实验装置：将金属样品固定在扭转试验机上，确保其能够自由扭转。

3. 施加加载：通过扭矩传感器施加扭矩，同时记录下扭矩和扭角的变化。

4. 数据处理：根据实验数据计算出扭转弹性模量和剪切应力，并绘制相应的应力-应变曲线。

四、实验结果与讨论通过实验得到的数据可以得出金属材料的扭转弹性模量和剪切应力。

扭转弹性模量是材料在弹性阶段扭转变形时的比例系数，可以反映材料的刚度。

剪切应力则是材料受到的扭矩与截面积之比，可以反映材料的强度。

根据实验结果，我们可以观察到金属材料在扭转加载下的力学行为。

在加载初期，材料的扭转弹性模量较高，表现出较大的刚度，扭转变形较小。

随着加载的增加，材料逐渐进入塑性变形阶段，扭转弹性模量下降，塑性变形增加。

当达到一定扭矩时，材料会发生破坏，出现断裂现象。

五、结论通过本实验，我们研究了金属材料在扭转加载下的力学行为和材料性能。

实验结果表明，金属材料在扭转加载下具有一定的刚度和强度，同时也具有一定的塑性变形能力。

这些性能对于工程设计和材料选择具有重要的意义。

六、实验总结本实验通过扭转实验研究了金属材料的力学行为和材料性能，为工程实践提供了参考。

金属冲击实验实验报告

一、实验目的1. 了解金属冲击试验的基本原理和方法。

2. 测定金属在不同温度下的冲击吸收功，确定其韧脆转变温度。

3. 分析金属冲击断裂的断口形貌，判断金属的断裂性质。

二、实验原理金属冲击试验是利用冲击试验机对金属试样进行冲击试验，测定试样在冲击载荷作用下吸收的能量，即冲击吸收功。

冲击吸收功的大小反映了金属的韧性和抗冲击性能。

冲击试验常用的方法有摆锤冲击试验和落锤冲击试验。

摆锤冲击试验原理：将具有一定能量的摆锤从一定高度落下，冲击金属试样，试样断裂后，摆锤的剩余能量即为冲击吸收功。

冲击吸收功与试样断裂时的能量损失有关，能量损失越小，冲击吸收功越大，金属的韧性和抗冲击性能越好。

落锤冲击试验原理：将具有一定质量的落锤从一定高度落下，冲击金属试样，试样断裂后，落锤的剩余能量即为冲击吸收功。

三、实验设备与材料1. 实验设备：冲击试验机、摆锤、游标卡尺、温度计、记录仪等。

2. 实验材料：低碳钢、铸铁、不锈钢等金属试样。

四、实验步骤1. 准备试样：将金属试样加工成规定尺寸，如U型缺口或V型缺口试样。

2. 测量试样尺寸：使用游标卡尺测量试样尺寸，记录数据。

3. 设置试验温度：根据实验要求，将试样放置在相应温度的低温箱中。

4. 进行冲击试验：启动冲击试验机，将摆锤提升至规定高度，释放摆锤冲击试样，记录冲击吸收功。

5. 分析断口形貌：观察试样断裂后的断口形貌，判断金属的断裂性质。

6. 数据处理：将实验数据进行分析和处理，绘制冲击吸收功与温度的关系曲线。

五、实验结果与分析1. 实验结果：在实验过程中，测定了低碳钢、铸铁、不锈钢等金属在不同温度下的冲击吸收功，并分析了断口形貌。

2. 结果分析：（1）冲击吸收功与温度的关系：随着温度的降低，金属的冲击吸收功逐渐减小，表明金属的韧性和抗冲击性能逐渐降低。

（2）韧脆转变温度：在冲击吸收功曲线中，存在一个明显的转折点，该点对应的温度即为金属的韧脆转变温度。

低碳钢的韧脆转变温度约为-20℃，铸铁的韧脆转变温度约为-50℃，不锈钢的韧脆转变温度约为-100℃。

金属材料扭转实验

金属材料扭转实验金属材料扭转实验是一种常见的金属材料力学性能测试方法，通过对金属材料进行扭转加载，来研究其在扭转载荷下的变形和破坏性能。

本文将从实验原理、实验步骤和实验数据分析三个方面介绍金属材料扭转实验的相关内容。

一、实验原理。

金属材料扭转实验是利用外力对金属样品进行扭转加载，通过观察其变形和破坏情况来研究金属材料的力学性能。

在扭转加载过程中，金属样品会发生弹性变形和塑性变形，最终达到破坏状态。

通过实验可以得到金属材料在扭转载荷下的应力-应变曲线，进而分析其力学性能。

二、实验步骤。

1. 准备工作，选择合适的金属样品，对其进行表面处理和尺寸加工，确保样品表面光滑，尺寸精确。

2. 安装样品，将金属样品固定在扭转实验机上，保证样品的轴线与扭转加载轴线重合。

3. 调整参数，根据实验要求，设置扭转实验机的加载速度、加载范围和采样频率等参数。

4. 进行实验，启动扭转实验机，对金属样品施加扭转载荷，记录载荷-位移曲线和载荷-时间曲线。

5. 数据处理，根据实验数据，绘制应力-应变曲线，分析金属样品的力学性能。

三、实验数据分析。

通过对金属材料扭转实验的数据分析，可以得到金属样品在扭转载荷下的应力-应变曲线。

根据应力-应变曲线，可以得到金属样品的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。

同时，还可以观察金属样品的变形和破坏情况，分析其力学性能表现。

在实验数据分析过程中，需要注意对数据的准确性和可靠性进行评估，排除实验误差对结果的影响。

同时，还需要将实验结果与金属材料的实际工程应用进行比较，评估其在实际工程中的性能表现。

综上所述，金属材料扭转实验是一种重要的力学性能测试方法，通过对金属样品进行扭转加载，可以得到其在扭转载荷下的力学性能指标和变形破坏情况。

通过实验原理、实验步骤和实验数据分析的介绍，相信读者对金属材料扭转实验有了更深入的了解，对相关领域的研究和应用具有一定的参考价值。

冲击试样尺寸的变化对冲击试验功的影响

不同尺寸试样与冲击吸收功试验结果之间的关系摘要：对Q370R不同尺寸试样在室温下进行冲击试验，研究了试样宽度、厚度与冲击吸收功之间的关系。

得出以下结论：关键词：不同尺寸冲击吸收功线性分布1、前言压力容器用钢板是国民经济建设中一类重要的钢铁材料，普遍应用于化工原料储罐、石油和液化天然气储罐等承压容器方面[1,2]，而冲击性能是此类钢的一项重要力学性能。

我们在长期大量的试验中发现冲击试样的尺寸变化对冲击吸收功影响较大，且冲击功与承载面积间并非成线性关系，因此研究大小冲击试样冲击功的变化及关联具有现实意义。

本文通过采用几种不同尺寸的试样进行常温冲击试验，统计分析大量数据，揭示了不同尺寸试样对冲击功变化的等效比值，为我们以后在实际工作中提供原则依据。

2、试样材料和试样方法Q370R（原牌号为15MnNbR）钢是国内近年研制出来的一种新型钢材，具有耐高温，抗低温等优良的综合性能，可用于制造大型液化石油气球罐、锅炉容器，热能设备，造桥，重型机械等等。

我们用兰石球罐公司提供的同一炉批次板厚δ=42mm的Q370R试板作为试验材料，加工成10×10×55mm，10×7.5×55 mm，10×5.0×55 mm三种尺寸的横向夏氏V型缺口试样，每批10组，每组3件，共计90件。

冲击试验在常温下、按照GB/T229-2007进行，测定了试样的冲击功A。

k冲击试样的尺寸和冲击功见表一、表二、表三.3、试验用钢Q370的力学性能ReL/MPa Rm/MPa A/%350 520 334、kA值与S的关系对Q370R钢板三种尺寸的夏氏V型缺口试样的进行冲击试验，结果见表1，图1表1 试样尺寸不同，面积与kA统计结果序号试样尺寸（mm）平均宽度（mm）平均厚度（mm）平均面积（mm2）平均kA比值（k iA/k10A）1 10×10×55.0 10.00 10.00 100.00 215.833 12 10×7.5×55.0 10.05 7.52 75.64 162.9667 0.7553 10×5.0×55.0 10.03 5.02 50.30 104.69 0.4855、不同面积下的冲击功的变化曲线见图1从图1中可以看出随着试样面积增加，kA值也在一定范围非线性的增加。

金属冲击试样在冲击过程中发生扭转的原因及对冲击吸收功的影响

图8：试样发生扭转
原因
首先我们认为试验机摆杆在冲击试验过程中受一定的横向力作用（用见图9），该力为试样弯曲变形产生的，当力大于某规定值时，摆锤在其作用下可能发生沿横向力方向的位移。这是由于摆锤设计及其整体结构的刚性所决定。
图9试样对摆锤势力的示意图
在进行冲击试验时，试样在断裂过程中将对摆锤施加一对横向力。当其大小相等，方向相反，则合力为零。这种状态主要取决于裂纹起裂时的位置，为理想状态。当裂纹起裂点偏于垂直打击中心线时，该对横向力矢量之和不为零时，则产生一使摆锤侧移的力。该力随裂纹路径而变，当其在冲击过程中方向发生改变时，这使摆锤产生震动，这就是人们时有看到的在冲击过程中摆锤的抖动；当在冲击过程中，摆锤所受的测向力只有大小的变动，没有方向的改变，则出现如图5～图8式的试样扭转。然而，无论是发生摆锤的震动还是试样的扭转都需要摆锤做功。而这时试验机所显示的冲击吸收功为：
金属冲击试样在冲击过程中发生扭转的原因及对冲击吸收功的影响
张庄，洪刚，任立志, 张敬敏（国家钢铁材料测试中心，北京100081）
问题的产生
人们在做金属材料冲击试验过程中发现，当试样产生塑性变形时（尤其在获得相对高的冲击吸收功时）试样可能发生扭转。原因何在、对结果有什麽影响、怎样克服，这是本文讨论的重点。
AK AKsy Wz ( n)
Ak
Wz ( n )
—试验机所显示的冲击吸收功， Aksy —试样真正的冲击吸收功，
—摆锤震动所做的功（或试样扭转所做的功）。
结果
从上述公式中的附加项可知，摆锤在冲击过程中很易引起额外的能量消耗，从而不能真实地反映试样的真正冲击吸收功。实际上，由于设计的原因导致的试验机整体刚性不足、试验机安装的错误产生振动的传播都是使试验机显示的冲击吸收功偏高。本篇文章仅讨论摆锤设计及摆锤整体结构的刚性所所造成的影响。

金属材料冲击功影响因素分析

金属材料冲击功影响因素分析杨中桂工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定规定形状和尺寸的试样在冲击试验载荷一次作用下折断时所吸收的功。

一般把冲击功值低的材料称为脆性材料，冲击功值高的材料称为韧性材料。

在材料的各项机械性能指标中，冲击功是对材料的化学成分、冶金质量、组织状态、内部缺陷以及试验温度等比较敏感的一个质量指标，本文分析了冲击功的物理意义和影响冲击功的因素，指出了冲击功在工程实际中的几项应用，并就冲击功指标的选取提出了建议。

1 冲击功的测定和物理意义1.1冲击功的测定冲击功通常是在摆锤式冲击试验机上测定的，摆锤冲断带有缺口的试样所消耗的功称为冲击吸引功。

目前我国采用的冲击试验标准是GB/T 229-2007（金属材料夏比摆锤冲击试验方法），试样的缺口形式有U形和V形两种，V形缺口根部半径小，对冲击更敏感。

该试验标准规定了两种摆锤刀刃半径，分别为2mm和8mm，其冲击功分别用KU2、KU8或KV2、KV8表示。

图1为夏比V型缺口冲击试样的外形尺寸图。

图1 夏比V型缺口冲击试样的外形尺寸图1.2冲击功的分解冲击试验测出的冲击功缺乏明确的物理意义，不能作为表征金属结构件实际抵抗冲击载荷能力的判据，只能相对近似地表征金属抵抗已经发生断裂的再扩展能力。

从20世纪60-70年代开始科学工作者利用示波冲击机测定冲击力-位移曲线来分解冲击功，解决了冲击功物理意义不明确的问题。

众所周知，功是物体在力作用下沿力的作用方向产生的位移与力的乘积，那么冲击力-位移曲线下的面积就等于冲断试样所消耗的冲击功。

如图2所示，冲击功W t可分解成3个部分：W t=W e+W d+W p（1）式中：W e是消耗在试样弹性变形时的弹性变形功；W d是裂纹形成前消耗于试样塑性变形时的塑性变形功；W p消耗在裂纹形成后裂纹扩展时的功，即裂纹扩展功。

图2 冲击力-位移曲线冲击功也可分为两个部分：一部分为裂纹形成功：W I=W e+W d，它主要消耗在试样的弹性变形、塑性变形及裂纹形成上；另一部分为裂纹扩展功W d。

冲击试样尺寸的变化对冲击试验功的影响

不同尺寸试样与冲击吸收功试验结果之间的关系摘要：对Q370R不同尺寸试样在室温下进行冲击试验，研究了试样宽度、厚度与冲击吸收功之间的关系。

得出以下结论：关键词：不同尺寸冲击吸收功线性分布1、前言压力容器用钢板是国民经济建设中一类重要的钢铁材料，普遍应用于化工原料储罐、石油和液化天然气储罐等承压容器方面[1,2]，而冲击性能是此类钢的一项重要力学性能。

我们在长期大量的试验中发现冲击试样的尺寸变化对冲击吸收功影响较大，且冲击功与承载面积间并非成线性关系，因此研究大小冲击试样冲击功的变化及关联具有现实意义。

本文通过采用几种不同尺寸的试样进行常温冲击试验，统计分析大量数据，揭示了不同尺寸试样对冲击功变化的等效比值，为我们以后在实际工作中提供原则依据。

2、试样材料和试样方法Q370R（原牌号为15MnNbR）钢是国内近年研制出来的一种新型钢材，具有耐高温，抗低温等优良的综合性能，可用于制造大型液化石油气球罐、锅炉容器，热能设备，造桥，重型机械等等。

我们用兰石球罐公司提供的同一炉批次板厚δ=42mm的Q370R试板作为试验材料，加工成10×10×55mm，10×7.5×55 mm，10×5.0×55 mm三种尺寸的横向夏氏V型缺口试样，每批10组，每组3件，共计90件。

冲击试验在常温下、按照GB/T229-2007进行，测定了试样的冲击功A。

k冲击试样的尺寸和冲击功见表一、表二、表三.3、试验用钢Q370的力学性能ReL/MPa Rm/MPa A/%350 520 334、kA值与S的关系对Q370R钢板三种尺寸的夏氏V型缺口试样的进行冲击试验，结果见表1，图1表1 试样尺寸不同，面积与kA统计结果序号试样尺寸（mm）平均宽度（mm）平均厚度（mm）平均面积（mm2）平均kA比值（k iA/k10A）1 10×10×55.0 10.00 10.00 100.00 215.833 12 10×7.5×55.0 10.05 7.52 75.64 162.9667 0.7553 10×5.0×55.0 10.03 5.02 50.30 104.69 0.4855、不同面积下的冲击功的变化曲线见图1从图1中可以看出随着试样面积增加，kA值也在一定范围非线性的增加。

金属系列冲击实验

实验名称：金属系列冲击试验一、试验目的1、通过测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，断口脆性断面率，观察比较金属韧脆转变特性。

2、结合夏比冲击试验归纳总结降低金属韧性的致脆因素。

二、试验要求：按照相关国标标准（GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法）要求完成试验测量工作。

三、试验原理本试验的原理为：韧性是材料承受载荷作用导致发生断裂的过程中吸收能量的特性。

冲击试验是在高速载荷的作用下材料韧性的通用试验方法，试验测量结果为冲击吸收功。

采用系列冲击试验，即测定材料在不同温度下的冲击吸收功，可以确定其韧脆转变温度。

四、试验准备内容1、试验材料与试样①本次试验的材料为：Q235低碳钢、T8钢和纯铁。

②本次试验的试验选择应依照国标要求，试样为缺口深度为2mm的标准夏比U 型缺口冲击试样，试样的具体尺寸及公差如图1所示：2、试验测试内容与相关的测量工具、仪器、设备①试验测试内容试验中所需测量的物理量：低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，脆性区各边长度②测量工具、仪器、设备1. 冲击试验机JB-300B，主要性能指标如下：最大冲击能量：300J摆锤预扬角：150°摆轴中心至打击中心的距离：750mm冲击速度：5.2m/s试样支座跨距：40mm试样支座端圆弧半径：R1-1.5mm冲击刀圆弧半径：R2-2.5mm冲击圆弧半径：30°冲击刀厚度：16mm2.杜瓦瓶3.工具显微镜4.温度计3、试验步骤或程序1.每个人分别从样品盒中取一块样品并对样品编号以作区分。

2.保温温度分别设有80o C，室温，0o C，-20o C，-30o C，-40o C，-60o C，在确定好各自样品的保温温度后，用夹具正确地将样品置于杜瓦瓶内，让样品连同夹具与温度计保温5min以上。

对于低温试样，使用液氮对样品进行降温，低温时的保温时间应从温度低于预设值计起，当瓶内温度高于预设值时，适当补充液氮进行降温。