夏比冲击试验
夏比冲击试验
冲击试验一、金属夏比冲击试验金属材料在使用过程中除要求有足够的强度和塑性外,还要求有足够的韧性。
所谓韧性,就是材料在弹性变形、塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
韧性好的材料在服役条件下不至于突然发生脆性断裂,从而使安全得到保证。
韧性可分为静力韧性、冲击韧性和断裂韧性,其中评价冲击韧性(即在冲击载荷下材料塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力)的实验方法,按其服役工况有简直梁下的冲击弯曲试验(夏比冲击试验)、悬臂梁下的冲击弯曲试验(艾尔冲击试验)以及冲击拉伸试验。
夏比冲击试验是由法国工程师夏比(Charpy)建立起来的,虽然试验中测定的冲击吸收功Ak值缺乏明确的物理意义,不能作为表征金属制作实际抵抗冲击载荷能力的韧性判据,但因其试样加工简便、试验时间短,试验数据对材料组织结构、冶金缺陷等敏感而成为评价金属材料冲击韧性应用最广泛的一种传统力学性能试验。
夏比冲击试验的主要用途如下:(1)评价材料对大能量一次冲击载荷下破坏的缺口敏感性。
零部件截面的急剧变化从广义上都可视作缺口,缺口造成应力应变集中,使材料的应力状态变硬,承受冲击能量的能力变差。
由于不同材料对缺口的敏感程度不同,用拉伸试验中测定的强度和塑性指标往往不能评定材料对缺口是否敏感,因此,设计选材或研制新材料时,往往提出冲击韧性指标。
(2)检查和控制材料的冶金质量和热加工质量。
通过测量冲击吸收功和对冲击试样进行断口分析,可揭示材料的夹渣、偏析、白点、裂纹以及非金属夹杂物超标等冶金缺陷;检查过热、过烧、回火脆性等锻造、焊接、热处理等热加工缺陷。
(3)评定材料在高、低温条件下的韧脆转变特性。
用系列冲击试验可测定材料的韧脆转变温度,供选材时参考,使材料不在冷脆状态下工作,保证安全。
而高温冲击试验是用来评定材料在某些温度范围如蓝脆、重结晶等条件下的韧性特性。
按试验温度可分为高温、低温和常温冲击试验,按试样的缺口类型可分为V 型和U型两种冲击试验。
现行国家标准GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》将以上所涉及的试验方法统一合并在意个标准内,更加便于执行。
启裂抗力 夏比冲击试验
启裂抗力夏比冲击试验1. 引言启裂抗力夏比冲击试验是一种用于评估材料的抗冲击性能的试验方法。
该试验通过施加夏比冲击力来模拟材料在实际使用中受到的冲击载荷,从而评估材料在不同温度下的启裂抗力。
本文将对启裂抗力夏比冲击试验进行详细介绍,包括试验原理、试验方法、设备和操作步骤等内容。
2. 试验原理启裂抗力夏比冲击试验是基于夏比理论和线性弹性断裂力学原理进行设计的。
其基本原理如下:•夏比理论:夏比理论认为,在脆性材料中,当外部应力作用超过材料内部的断裂韧性时,就会发生断裂。
因此,通过测量材料在不同温度下的断裂韧性值,可以评估材料的抗冲击性能。
•线性弹性断裂力学:线性弹性断裂力学描述了材料在受到外部应力作用时产生的应变与应力之间的关系。
通过测量材料在不同温度下的应力-应变曲线,可以了解材料的断裂性能。
基于以上原理,启裂抗力夏比冲击试验通过施加夏比冲击力来模拟材料在实际使用中受到的冲击载荷,并通过测量材料的断裂韧性和应力-应变曲线来评估材料的抗冲击性能。
3. 试验方法3.1 准备工作在进行启裂抗力夏比冲击试验前,需要进行一些准备工作,包括:•材料选择:根据试验要求选择适合的材料样品。
•样品制备:根据规定尺寸和形状制备样品。
•温度控制:准备好适当的温度控制设备。
3.2 试验步骤启裂抗力夏比冲击试验主要包括以下步骤:1.将样品安装在试验设备上,并固定好。
2.设置试验参数,包括温度、加载速率等。
3.开始施加夏比冲击力,记录加载过程中产生的数据,如应变、位移等。
4.持续施加冲击载荷直至样品发生断裂。
5.记录断裂前后的数据,如断裂韧性、最大应变等。
6.根据试验结果进行数据分析和评估。
4. 设备启裂抗力夏比冲击试验所需的设备包括:•冲击试验机:用于施加夏比冲击力。
•温度控制设备:用于控制试验温度。
•数据采集系统:用于记录和分析试验数据。
5. 结论启裂抗力夏比冲击试验是一种评估材料抗冲击性能的重要方法。
通过测量材料在不同温度下的断裂韧性和应力-应变曲线,可以了解材料在实际使用中的抗冲击能力,并为材料的设计和选择提供依据。
夏比摆锤冲击试验方法
夏比摆锤冲击试验方法
夏比摆锤冲击试验方法,简称夏比试验方法,是指一种通过锤头下落时产生的冲击力来测试样品的材料性能的试验方法。
该方法主要用于评估材料在高速冲击下的性能,如冲击强度、冲击韧性、断裂模式等。
夏比试验方法由法国工程师夏比在20世纪60年代发明,是目前国际上广泛应用的一种材料性能测试方法。
其主要原理是:利用重量不同的锤头作用于材料表面,测量不同高度、不同质量锤头下落时材料产生的冲击力,从而评价材料的冲击性能。
夏比试验方法的具体步骤如下:
1. 试样制备:先根据标准要求制备符合规格的试样。
通常采用标准尺寸的矩形试样,宽度为10mm,长度为60mm。
2. 夏比摆锤装置设置:把夏比摆锤装置放在水平台面上,装置中心垂直于地面,保证试验时摆锤支架处于稳定的状态。
3. 夏比锤头选择:选择不同质量的夏比锤头,分别为0.5kg, 1.0kg, 1.25kg, 1.5kg, 2.0kg等等。
4. 夏比试验操作:将试样放置在夏比摆锤装置的中央支架上,按下按钮使夏比摆锤释放,时间记录装置开始计时。
当摆锤到达最高位置后,开始自由落下,落到试样时会对其产生冲击力,此时力值被测量和记下。
5. 数据记录和分析:根据测量得到的数据,绘制出落锤高度与冲击力关系的夏比曲线,从而计算出材料的冲击强度、韧性指数等性能参数。
夏比试验方法具有操作简单、成本低,试验结果可靠等优势,适用于各种材料的冲击性能评估,如塑料、金属、复合材料等。
在新材料的开发和材料性能评价领域有着广泛的应用前景。
夏比v型缺口冲击试验标准
夏比v型缺口冲击试验标准
夏比V型缺口冲击试验标准
一、目的和适用范围
本标准规定了金属材料夏比V型缺口冲击试验的试验方法、操作步骤、结果评定及试验报告等要求。
本标准适用于金属材料夏比V型缺口冲击试验,用于评定金属材料抵抗冲击性能的优劣,适用于各种金属材料的测定。
二、试验原理
夏比V型缺口冲击试验是基于将试样在V型缺口处进行冲击,测量冲击功及吸收能量值,以此评价金属材料的冲击韧性。
试验过程中,试样受到一次或多次冲击,然后测量其缺口处的断裂韧性。
三、试验步骤
准备试样:根据相关规定选取适当规格的试样,并制备V型缺口。
确保试样的尺寸、形状、加工精度和缺口深度符合标准要求。
安装试样:将试样夹持在冲击试验机上,确保试样的缺口部分对准冲击摆锤的冲头。
调整试验参数:根据试样的材质、规格和试验要求,设置合适的冲击能量、摆锤预扬角、冲头直径等参数。
开始试验:释放摆锤,使摆锤冲击试样缺口,记录冲击功及吸收能量值。
数据处理:根据试验数据计算冲击韧性值,并按照标准要求对结果进行评定。
试验报告:整理试验数据和结果,编写试验报告,并给出结论。
四、结果评定
根据试验数据计算出试样的冲击功、吸收能量值及冲击韧性值。
将所得结果与相关标准或规范进行比较,以评价金属材料的冲击韧性性能。
若试验结果满足要求,则认为该金属材料具有较好的冲击韧性性能。
五、注意事项
在进行夏比V型缺口冲击试验时,应遵循安全操作规程,确保试验过程中人员和设备的安全。
在试验前应对试样进行检查,确保其符合标准要求,并确保缺口加工精度。
夏比冲击试验标准
夏比冲击试验标准
一、试验原理
夏比冲击试验是一种用于评估材料在冲击载荷下的性能的试验方法。
该试验通过在材料上施加一定能量的冲击,然后测量材料在冲击过程中的变形和断裂情况,以评估材料的抗冲击性能。
二、适用范围
夏比冲击试验适用于各种金属材料和非金属材料的冲击性能评估。
特别适用于评估材料在极低温度下的冲击性能。
三、试验设备及材料
1. 试验设备:夏比冲击试验机,包括冲击摆锤、试样支座、能量吸收器等部件。
2. 材料:待测试的材料样品,应按照标准要求制备。
四、试验步骤
1. 准备样品:按照标准要求制备待测试的材料样品,确保样品表面平整、无缺陷。
2. 安装样品:将样品放置在试样支座上,确保样品与支座接触良好。
3. 调整冲击摆锤:根据待测试材料的性质和试验要求,选择合适的摆锤质量和冲击速度,调整冲击摆锤的位置和高度。
4. 冲击试验:启动冲击试验机,使摆锤自由落下,冲击样品。
5. 记录数据:记录冲击过程中的变形和断裂情况,包括冲击功、冲击韧性、断裂韧性等参数。
五、结果及试验报告
1. 结果分析:根据试验数据,对材料的冲击性能进行评估,比较不同材料之间的性能差异。
2. 试验报告:撰写试验报告,包括试验目的、设备及材料、试验步骤、结果分析等内容。
报告中还应包括图表和数据表格,以便更直观地展示试验结果。
启裂抗力 夏比冲击试验
启裂抗力夏比冲击试验1. 引言启裂抗力是指材料在受到外力冲击时的抵抗能力。
夏比冲击试验是一种常用的测试方法,用于评估材料的启裂抗力。
本文将介绍夏比冲击试验的原理、步骤以及其在材料研究和工程应用中的重要性。
2. 夏比冲击试验原理夏比冲击试验是通过将一定质量和速度的锤头自由落下,撞击样品表面,然后测量样品上产生的裂纹长度或者破坏面积来评估材料的启裂抗力。
该试验基于夏比公式,即:E=m⋅g⋅ℎA⋅d其中,E为夏比指数,m为锤头质量,g为重力加速度,ℎ为锤头自由落下高度,A 为样品断面积,d为样品上产生裂纹的长度或者破坏面积。
3. 夏比冲击试验步骤3.1 实验准备•准备好需要测试的材料样品。
•根据试验要求,选择合适的锤头质量和自由落下高度。
•准备好测量裂纹长度或者破坏面积的设备。
3.2 进行试验1.将样品固定在测试台上,保证样品表面平整且与锤头垂直。
2.调整锤头质量和自由落下高度到合适的数值。
3.记录锤头质量、自由落下高度以及样品断面积等实验参数。
4.让锤头自由落下撞击样品表面,产生裂纹或者破坏。
5.快速测量裂纹长度或者破坏面积。
3.3 数据处理与分析1.根据实验记录计算夏比指数E。
2.将得到的数据与其他样品或不同条件下的数据进行比较分析。
4. 夏比冲击试验在材料研究中的应用夏比冲击试验是评估材料启裂抗力的重要方法,在材料研究中有广泛应用。
首先,夏比冲击试验可以用于材料筛选。
通过对不同材料进行夏比冲击试验,可以评估材料在受冲击载荷下的启裂抗力,从而选择最适合特定工程应用的材料。
其次,夏比冲击试验可以用于材料性能研究。
通过改变材料的组成、结构或者处理方式等因素,可以对不同样品进行夏比冲击试验,并比较分析得到的数据,从而研究这些因素对材料启裂抗力的影响。
此外,夏比冲击试验还可以用于质量控制和产品检测。
通过对生产过程中得到的样品进行夏比冲击试验,可以评估产品的质量,并及时发现可能存在的问题。
5. 夏比冲击试验在工程应用中的重要性夏比冲击试验在工程应用中具有重要意义。
夏比冲击试验
目前我国国内用于容器设计制造的法规和标准均规定以夏比V形缺口、横向取样方式为主。
冲击试样的缺口形式对冲击韧性影响非常大,夏比V形缺口比夏比U形缺口更为尖锐,更能反应材料的缺口和内部缺陷对动态载荷的敏感性。
对于U形试样,进行冲击试验时,其冲击功大部分消耗于裂纹的形成,而对V形缺口试样,其冲击功大部分消耗于裂纹的扩展。
U形缺口测得的冲击韧性与V形缺口测得的冲击韧性之间不存在对应的换算关系。
冲击试样的取样方向规定为“横向取样”,主要考虑在钢锭浇注时,会形成偏析及含有杂质,在轧制钢板的过程中,这些不均匀部分和杂质会顺着金属延伸方向形成纤维状组织,从而使钢板平行于轧制方向的力学性能高于垂直方向的力学性能。
我国标准规定的冲击试样取样方向与美国ASME的规定是不一致的,美国ASME标准规定的冲击试样取样方向为“纵向取样”,故对在国内使用的国外进口材料用于国内的容器制造时,应注意冲击试样的取样方向应规定为“横向取样”。
目前,我国金属材料冲击试验方法标准为GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》。
启裂抗力 夏比冲击试验
启裂抗力夏比冲击试验夏比冲击试验是一种常用的测试方法,用于评估材料的抗冲击性能。
它是由美国材料工程师夏比(Charpy)于20世纪初提出的,被广泛应用于工程材料的研究和设计中。
本文将为您介绍夏比冲击试验的原理、步骤、结果分析及其在工程领域中的指导意义。
夏比冲击试验的原理基于能量守恒定律。
在试验中,一根标准尺寸的试样被固定在冲击机上,然后一铁锤以一定能量从一定高度自由下落,击中试样。
试样在冲击力的作用下发生断裂,断裂前后锤头的能量差即为试样吸收的冲击能量。
通过测量试样断裂前后锤头的摆动幅度和位置,可计算出试样的冲击强度或冲击韧性。
夏比冲击试验的步骤分为准备工作、试验操作和数据分析三个阶段。
首先,我们需要准备好试样,并按照一定的尺寸要求进行加工和标记。
然后,将试样放置在冲击机的支撑台上,确保试样完全固定。
接下来,调整冲击机的冲击能量和锤头高度,根据实际需求选择合适的试验条件。
一切准备就绪后,通过按下按钮或操作控制台,让铁锤自由下落,实施试验。
试验完成后,需要对试样进行观察和分析。
首先,检查试样断裂面的形态和特征,可以评估其断裂形式和断裂特性。
例如,是否出现脆性断裂或塑性断裂等。
其次,我们需要测量试样断裂前后锤头的摆动幅度和位置,从而计算出试样的冲击韧性。
最后,根据试验数据和观察结果,进行结果分析和比较,得出各种材料在冲击韧性方面的性能指标。
夏比冲击试验在工程领域中具有重要的指导意义。
首先,它可以评估材料在受冲击载荷下的断裂行为和性能表现,为材料的选用和设计提供重要参考。
例如,在航空航天、汽车工业、建筑业等领域中,对材料的冲击韧性要求较高,通过夏比冲击试验可以筛选出合适的材料。
其次,夏比冲击试验可以用于材料的质量控制,验证生产过程中的材料品质和加工工艺。
最后,通过夏比冲击试验的数据比较和分析,可以为材料研究提供基础数据和理论依据。
综上所述,夏比冲击试验是一项重要的材料测试方法,在评估材料的抗冲击性能方面具有广泛应用。
第六章 金属夏比冲击试验
第六章金属夏比冲击试验工程中,还有许多机件是快速加载即冲击载荷及低温条件下工作的,如:汽车在凸凹不平的道路上行驶;飞机的起飞和降落;材料的压力加工等;其性能将与常温、静载的不同。
金属材料在使用过程中除要求足够强度和塑性外,还要求有足够的韧性。
一.韧性的定义:就是材料在弹性变形、塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
韧性好的材料在服役条件下不至于突然发生脆性断裂,从而使安全得到保证。
二.韧性的分类:分为静力韧性、冲击韧性和断裂韧性。
冲击韧性(即在冲击载荷下材料塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力)的试验方法。
缺口冲击载荷使塑性变形得不到充分发展,更灵敏地反映材料的变脆倾向。
降低温度(脆断趋势)三.夏比冲击试验的优缺点:夏比冲击试验是由法国工程师夏比(Charpy)建立起来的,虽然试验中测定的冲击吸收功Ak值缺乏明确的物理意义,不能作为表征金属制件实际抵抗冲击载荷能力的韧性判据,但因其试样加工简便、试验时间短,试验数据对材料组织结构、冶金缺陷等敏感而成为评价金属材料冲击韧性应用最广泛的一种传统力学性能试验。
四.夏比冲击试验的主要用途:1.评价材料对大能量一次冲击载荷下破坏的缺口敏感性。
零部件截面的急剧变化从广义上都可视作缺口,缺口造成应力应变集中,使材料的应力状态变硬,承受冲击能量的能力变差。
由于不同材料对缺口的敏感程度不同,用拉伸试验中测定的强度和塑性指标往往不能评定材料对缺口是否敏感,因此,设计选材或研制新材料时,往往提出冲击韧性指标。
2.检查和控制材料的冶金质量和热加工质量。
通过测量冲击吸收功和对冲击试样进行断口分析,可揭示材料的夹渣、偏析、白点、裂纹以及非金属夹杂物超标等冶金缺陷;检查过热、过烧、回火脆性等锻造、焊接、热处理等热加工缺陷。
3.评定材料在高、低温条件下的韧脆转变特性用系列冲击试验可测定材料的韧脆转变温度,供选材时参考,使材料不在冷脆状态下工作,保证安全。
而高温冲击试验是用来评定材料在某些温度范围如蓝脆、重结晶等条件下的韧性特性。
金属夏比冲击试验方法
金属夏比冲击试验方法金属夏比冲击试验方法是一种测试金属材料韧性和抗冲击性能的方法。
夏比冲击试验是通过在被试样上施加冲击载荷,然后观察其破坏形态和性能指标来评估其抗冲击性能。
下面将详细介绍金属夏比冲击试验的方法。
首先,进行金属夏比冲击试验需要准备一块具有一定尺寸的金属试样。
该试样通常采用标准化的形状和尺寸,以满足试验要求。
通常情况下,试样的尺寸为10mm x 10mm x 55mm,即长宽比为1:1,长度为55mm。
在试样准备完成后,需要将试样固定在夏比冲击试验装置上。
夏比冲击试验装置通常由一根垂直的冲击杆和一个底座组成。
将试样的一端固定在底座上,另一端与冲击杆接触。
接下来,为了施加冲击载荷,需要将冲击杆自由落体地撞击试样。
冲击杆的质量和高度需要根据试样的材料特性和试验要求进行合理选择。
常用的冲击杆质量为1kg或2kg,高度为200mm或150mm。
在进行冲击试验之前,需要测量试样的初始长度。
可以使用卡尺或光学测量仪等精确测量工具进行测量。
将测量结果作为试样的初始长度。
然后,开始进行夏比冲击试验。
通过释放冲击杆,使其自由落体撞击试样的另一端。
试样在冲击力的作用下会发生塑性变形和可能的破坏。
试验完成后,需要测量试样的最终长度。
同样可以使用卡尺或光学测量仪等工具进行测量。
将测量结果作为试样的最终长度。
根据试样的初始长度和最终长度,可以计算出试样的夏比冲击韧性指标。
夏比冲击韧性指标是通过公式夏比韧性=冲击能量/试样横截面面积来计算的。
冲击能量可以根据冲击杆的质量和高度计算,试样横截面面积可以根据试样的尺寸计算。
除了评估试样的夏比韧性指标外,还需要观察试样在冲击过程中的破坏形态。
常见的破坏形态有断口形貌、拉裂等。
通过观察破坏形态,可以进一步分析金属材料的抗冲击性能。
综上所述,金属夏比冲击试验方法是一种评估金属材料抗冲击性能的方法。
它通过施加冲击载荷并观察试样的破坏形态和性能指标来评估金属材料的韧性和抗冲击性能。
夏比冲击试验报告
夏比冲击试验报告
夏比冲击试验报告
一、实验目的
1. 掌握冲击试验机的结构及工作原理
2. 掌握测定试样冲击性能的方法
二﹑实验内容
测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度,观察破坏情况,并进行比较。
三﹑实验设备
3. 冲击试验机
4. 游标卡尺
图1-1冲击试验机结构图
四﹑试样的制备
若冲击试样的类型和尺寸不同,则得出的实验结果不能直接比较和换算。
本次试验采用U型缺口冲击试样。
其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定,见图1-2。
加工缺口试样时,应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。
试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。
图1-2 冲击试样
五﹑实验原理
冲击试验利用的是能量守恒原理,即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。
试验时,把试样放在图1-2的B处,将摆锤举至高度为H的A处自由落下,
冲断试样即可。
摆锤在A处所具有的势能为:
E=GH=GL(1-cosα) (1-1) 冲断试样后,摆锤在C处所具有的势能为:
E1=Gh=GL(1-cosβ)。
(1-2)。
金属材料夏比冲击试验的应用研究
金属材料夏比冲击试验的应用研究夏比(Charpy)冲击试验是评价冲击载荷下材料塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力的试验方法。
它是一种传统力学性能试验方法,用于评价金属材料冲击韧性,其特点是试验时间短,试样加工简便,试验数据对冶金缺陷、材料组织结构等敏感,具有广泛的应用空间。
该方法在材料生产、加工工艺及机器零部件的检验上积累了许多经验,并将其成功地应用在以下方面:①检验材料质量;②提供判断依据;③评定材料缺口敏感性和时效敏感性;④建立经验公式。
1 夏比冲击试验概述1.1 夏比试验标准的基本构成关于夏比冲击试验标准各个国家之间存在一定差异,本文重点分析了美国的ASTM标准、日本的JIS标准和中国的GB,其基本构成简述如下:美国的钢产品冲击试验标准的组成部分包括ASTM E23-06、ASTM A673/673M-07和ASTM A370-07[4-6]。
其中E23-06包括冲击试验机的检定规程、冲击试验方法;A370-07的冲击试验部分包括冲击试样的部分取样位置要求、冲击试验机的检定要求和钢产品的冲击试验方法;而A673/673M-07规定钢产品的冲击试样取样位置要求和试验频率。
通常ASTM标准均有公制单位版本和英制单位版本,标准号后的M表示公制单位版本。
日本的钢产品冲击试验标准的组成部分包括JIS B 7722和JIS Z2242-2005,分别规定了日本的试验方法和钢产品冲击取样[2,3]。
中国的钢产品冲击试验标准组成部分包括GB/ T2975-1998、GB/T229-2007和JJ G145-2007。
其中,GB/ T2975-1998规定了冲击试样的取样位置,GB/T229-2007是冲击试验方法,JJ G145-2007是冲击试验机的检定规程。
在中国航空工业标准HB5144-96中对于航空用金属材料的夏比冲击试验也做了相应的行业规定,其试验标准是由GB3808、GB8170和JJG 145组成。
夏比冲击试验
冲击试验一、金属夏比冲击试验金属材料在使用过程中除要求有足够的强度和塑性外,还要求有足够的韧性。
所谓韧性,就是材料在弹性变形、塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
韧性好的材料在服役条件下不至于突然发生脆性断裂,从而使安全得到保证。
韧性可分为静力韧性、冲击韧性和断裂韧性,其中评价冲击韧性(即在冲击载荷下材料塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力)的实验方法,按其服役工况有简直梁下的冲击弯曲试验(更比冲击试验)、悬臂梁下的冲击弯曲试验(艾尔冲击试验)以及冲击拉伸试验。
夏比冲击试验是由法国工程师夏比(Charpy)建立起来的,虽然试验中测定的冲击吸收功Ak值缺乏明确的物理意义,不能作为表征金属制作实际抵抗冲击载荷能力的韧性判据,但因其试样加工简便、试验时间短,试验数据对材料组织结构、冶金缺陷等敏感而成为评价金属材料冲击韧性应用最广泛的一种传统力学性能试验。
更比冲击试验的主要用途如下:(1)评价材料对大能量一次冲击载荷下破坏的缺口敏感性。
零部件截面的急剧变化从广义上都可视作缺口,缺口造成应力应变集中,使材料的应力状态变硬,承受冲击能量的能力变差。
由于不同材料对缺口的敏感程度不同,用拉伸试验中测定的强度和塑性指标往往不能评定材料对缺口是否敏感,因此,设计选材或研制新材料时,往往提出冲击韧性指标。
(2)检查和控制材料的冶金质量和热加工质量。
通过测量冲击吸收功和对冲击试样进行断口分析,可揭示材料的夹渣、偏析、白点、裂纹以及非金属夹杂物超标等冶金缺陷;检查过热、过烧、回火脆性等锻造、焊接、热处理等热加工缺陷。
(3)评定材料在高、低温条件下的韧脆转变特性。
用系列冲击试验可测定材料的韧脆转变温度,供选材时参考,使材料不在冷脆状态下工作,保证安全。
而高温冲击试验是用来评定材料在某些温度范围如蓝脆、重结晶等条件下的韧性特性。
按试验温度可分为高温、低温和常温冲击试验,按试样的缺口类型可分为V型和U型两种冲击试验。
现行国家标准GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》将以上所涉及的试验方法统一合并在意个标准内,更加便于执行。
金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
金属材料夏比摆锤冲击试验方法夏比摆锤冲击试验方法是一种常用的金属材料力学性能测试方法,广泛应用于材料科学与工程领域。
本文将详细介绍夏比摆锤冲击试验方法的原理、设备和试验步骤。
一、夏比摆锤冲击试验方法的原理夏比摆锤冲击试验方法是通过用摆锤撞击试样,测定试样在冲击载荷作用下的断裂特性和韧性。
其原理基于能量守恒定律,即摆锤的势能转化为试样的变形能和破坏能。
二、夏比摆锤冲击试验方法的设备夏比摆锤冲击试验所需的主要设备包括夏比摆锤冲击试验机、试样夹具和测量系统。
夏比摆锤冲击试验机由摆锤、支撑杆和基座组成,能够提供一定的冲击能量和冲击速度。
三、夏比摆锤冲击试验方法的步骤1. 样品制备:根据试验要求,制备符合规格要求的金属样品。
2. 样品夹持:将试样夹在试样夹具上,确保试样夹持牢固且不会滑动。
3. 调整试验参数:根据试验要求,设置合适的摆锤质量、摆锤高度和摆锤释放角度等试验参数。
4. 试验操作:将摆锤提升到一定高度,然后释放摆锤使其撞击试样。
试验过程中要保持稳定和准确的操作。
5. 记录测试数据:使用测量系统记录试样断裂的能量吸收能力和断裂模式等数据。
6. 数据分析:根据测试数据进行数据分析,得出试样的冲击韧性和断裂特性等结果。
夏比摆锤冲击试验方法的优点在于简单易行、试验过程可控制,能够提供关于金属材料在冲击载荷下的力学性能信息。
它可以用来评估材料的韧性、耐冲击性和断裂特性等,为材料的选择和设计提供重要依据。
然而,夏比摆锤冲击试验方法也存在一些限制和注意事项。
首先,试样的准备和夹持对试验结果有着重要影响,因此需要严格控制试样的制备和夹持过程。
其次,试验结果受到试验参数的影响,因此需要根据具体要求选择合适的试验参数。
此外,夏比摆锤冲击试验方法仅能提供样品在冲击载荷下的力学性能信息,不能完全代表材料的整体性能。
夏比摆锤冲击试验方法是一种简便有效的金属材料力学性能测试方法。
通过准确控制试验参数和精确记录测试数据,可以得到金属材料在冲击载荷下的韧性、断裂特性等重要信息,为材料的选择和设计提供依据。
夏比缺口冲击试验方法
夏比缺口冲击试验方法嘿,咱今儿个就来唠唠夏比缺口冲击试验方法。
这玩意儿啊,就像是给材料来一场特别的“考试”。
想象一下,那些材料就像是一个个准备上战场的“小战士”,而夏比缺口冲击试验呢,就是它们要面临的严峻挑战。
在这个试验里,会给材料弄出一个特定的缺口,这就好比给“小战士”身上划了一道小口子。
然后呢,让它们去接受冲击。
为啥要这么干呀?这可太重要啦!通过这个试验,咱就能知道这些材料到底有多“结实”,能不能禁得住各种折腾。
就好像咱挑选手里的兵器一样,得知道它能不能在关键时刻不掉链子。
这个试验可不是随随便便就能做的哦!得准备好多东西呢。
比如说专门的试验机,那可是关键的“考官”。
还有试验用的样品,得精心准备,不能有一点儿马虎。
具体咋操作呢?首先得把样品放在试验机上,让它摆好姿势。
然后,启动机器,就像给“小战士”发出了战斗的信号。
这时候,冲击锤就会猛地撞向样品,那场面,可带劲啦!接着呢,咱就得看看样品的表现啦。
它是被一下子就打垮了,还是坚强地挺住了?这可关系到它的“成绩”呢。
如果样品表现出色,那说明这材料厉害啊,以后就能放心用在各种重要的地方。
要是表现不佳,那可得好好考虑考虑啦,可不能让它在关键时刻掉链子呀。
你说这夏比缺口冲击试验像不像一场刺激的冒险?它能帮我们筛选出真正优秀的材料,让我们在使用的时候心里有底。
而且哦,这个试验的结果还能给我们很多启示呢。
比如说,我们可以根据结果来改进材料的生产工艺,让它们变得更加强大。
就像给“小战士”升级装备一样,让它们更有战斗力。
咱再想想,生活中不也有很多类似的情况吗?我们自己也像是接受各种挑战的“材料”,有时候会遇到一些困难,就像被冲击了一下。
但只要我们足够坚强,就能挺过去,变得更厉害。
所以啊,可别小看了这夏比缺口冲击试验,它可不只是个简单的试验方法,它背后有着大大的意义呢!它让我们能更好地了解材料,也让我们更加懂得如何去面对生活中的挑战。
怎么样,是不是挺有意思的呀?。
金属夏比冲击试验方法
金属夏比冲击试验方法嘿,咱今儿就来说说这金属夏比冲击试验方法。
你可别小瞧了这个试验,它就像是金属材料的一场“大考”呢!想象一下,金属材料就像是一位即将上战场的勇士,而夏比冲击试验就是在检验它到底有多强的战斗力。
在这个试验里,我们要给金属材料出各种难题,看看它能不能经受得住。
首先呢,得准备好专门的试验设备,就像给勇士准备好合适的武器一样。
然后把金属样品放进去,这时候就好像是让勇士进入了战斗场景。
当试验开始,金属样品就要面临高速冲击啦!这就好比是敌人发起了猛烈的攻击。
这冲击的力量可不小,能瞬间看出金属样品的“真功夫”。
要是这金属样品在冲击下表现得很出色,没出现啥大问题,那它就是个厉害的角色呀,就像勇士在战斗中英勇杀敌,毫发无损。
可要是它一下子就被冲击得七零八落,那咱就得好好考虑考虑它的质量咯!你说这金属夏比冲击试验重要不重要?那当然重要啦!它能帮我们判断金属材料是不是够结实,能不能在各种苛刻的环境下发挥作用。
就好比我们找工作的时候,人家用人单位也要通过各种测试来看看咱是不是真有本事呀!而且,这个试验还能让我们更深入地了解金属材料的特性。
就像我们了解一个人的性格一样,知道了它的优点和缺点,才能更好地利用它嘛。
在实际操作中,可不能马虎哟!每个步骤都得认真对待,就像我们做事得细心一样。
要是稍微有点差错,那得出的结果可能就不准确啦,这可不行!所以呀,这金属夏比冲击试验可不是随随便便就能做的。
得有专业的知识,得有严谨的态度,还得有一双善于观察的眼睛。
这就像是一场精彩的表演,每个环节都得做到位,才能呈现出最完美的效果。
总之呢,金属夏比冲击试验就是金属材料的试金石,它能让我们知道金属材料到底有多厉害,能不能担得起各种重任。
咱可得重视这个试验,让它为我们的生产和生活保驾护航呀!你说是不是这个理儿呢?。
夏比摆锤冲击试验判定方法
夏比摆锤冲击试验判定方法嘿,朋友们!今天咱来聊聊夏比摆锤冲击试验判定方法。
这可真是个有趣又重要的玩意儿呢!你看啊,这夏比摆锤冲击试验就像是一场力量的较量。
想象一下,摆锤就像一个大力士,用力地挥起拳头,砸向那等待被检验的试件。
那场面,是不是挺带劲的!那怎么来判定呢?首先呢,咱得看这试件被冲击后的表现呀。
它要是被砸得七零八落,那肯定不行啊,这说明它太脆弱啦,质量不过关呀!但要是它只是有点小损伤,那是不是说明它还挺结实的呢?然后呢,咱还得关注一些细节。
比如说,冲击后试件断裂的形态。
如果断得整整齐齐,那是不是有点奇怪呢?正常情况下,应该是有各种不规则的形状才对呀。
这就好比一个人摔倒,如果姿势太标准了,反而让人觉得有点不对劲呢!还有啊,我们得考虑冲击时的能量。
就像我们用力扔东西,用的力气大,扔得就远。
这摆锤也是一样,能量大了,对试件的冲击就更厉害。
那我们就得看看,在这种强大的冲击下,试件能不能扛得住。
说起来,这夏比摆锤冲击试验判定方法就像是医生给病人看病。
医生通过各种检查来判断病人的身体状况,我们通过这个试验来判断试件的质量。
这可不是随便玩玩的哦,这关系到很多重要的东西呢!比如说,要是建筑材料的质量不过关,那盖出来的房子能安全吗?要是机械零件不结实,那机器还能正常运转吗?咱可不能小瞧了这个试验呀!它就像一个忠诚的卫士,守护着我们的安全和质量。
所以啊,我们得认真对待,仔细研究,不能有一点马虎。
总之呢,夏比摆锤冲击试验判定方法是个非常重要而且实用的东西。
我们要像对待宝贝一样对待它,让它为我们的生活和工作保驾护航。
大家说是不是这个理儿呢?原创不易,请尊重原创,谢谢!。
夏比冲击试验报告
夏比冲击试验报告夏比冲击试验报告一、实验目的1. 掌握冲击试验机的结构及工作原理2. 掌握测定试样冲击性能的方法二p实验内容测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度,观察破坏情况,并进行比较。
三p实验设备3. 冲击试验机4. 游标卡尺图1-1冲击试验机结构图四p试样的制备若冲击试样的类型和尺寸不同,则得出的实验结果不能直接比较和换算。
本次试验采用U型缺口冲击试样。
其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定,见图1-2。
加工缺口试样时,应严格控制其形状p尺寸精度以及表面粗糙度。
试样缺口底部应光滑p无与缺口轴线平行的明显划痕。
图1-2 冲击试样五p实验原理冲击试验利用的是能量守恒原理,即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。
试验时,把试样放在图1-2的B处,将摆锤举至高度为H的A处自由落下,冲断试样即可。
摆锤在A处所具有的势能为:E=GH=GL(1-cosα) (1-1)冲断试样后,摆锤在C处所具有的势能为:E1=Gh=GL(1-cosβ)。
(1-2)势能之差E-E1,即为冲断试样所消耗的冲击功AK:AK=E-E1=GL(cosβ-cosα) (1-3)式中,G为摆锤重力(N);L为摆长(摆轴到摆锤重心的距离)(mm);α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度;β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。
图1-3冲击试验原理图六p实验步骤1. 测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。
2. 根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。
3. 安装试样。
如图1-4所示。
图1-4冲击试验示意图4. 进行试验。
将摆锤举起到高度为H处并锁住,然后释放摆锤,冲断试样后,待摆锤扬起到最大高度,再回落时,立即刹车,使摆锤停住。
5. 记录表盘上所示的冲击功AKU值.取下试样,观察断口。
试验完毕,将试验机复原。
6. 冲击试验要特别注意人身的安全。
七p实验结果处理1.计算冲击韧性值αKU.AKUαKU =S02 (J/cm) (1-4)式中,AKU为U型缺口试样的冲击吸收功(J); S0为试样缺口处断面面积(cm2)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
冲击试验一、金属夏比冲击试验金属材料在使用过程中除要求有足够的强度和塑性外,还要求有足够的韧性。
所谓韧性,就是材料在弹性变形、塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
韧性好的材料在服役条件下不至于突然发生脆性断裂,从而使安全得到保证。
韧性可分为静力韧性、冲击韧性和断裂韧性,其中评价冲击韧性(即在冲击载荷下材料塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力)的实验方法,按其服役工况有简直梁下的冲击弯曲试验(夏比冲击试验)、悬臂梁下的冲击弯曲试验(艾尔冲击试验)以及冲击拉伸试验。
夏比冲击试验是由法国工程师夏比(Charpy)建立起来的,虽然试验中测定的冲击吸收功Ak值缺乏明确的物理意义,不能作为表征金属制作实际抵抗冲击载荷能力的韧性判据,但因其试样加工简便、试验时间短,试验数据对材料组织结构、冶金缺陷等敏感而成为评价金属材料冲击韧性应用最广泛的一种传统力学性能试验。
夏比冲击试验的主要用途如下:(1)评价材料对大能量一次冲击载荷下破坏的缺口敏感性。
零部件截面的急剧变化从广义上都可视作缺口,缺口造成应力应变集中,使材料的应力状态变硬,承受冲击能量的能力变差。
由于不同材料对缺口的敏感程度不同,用拉伸试验中测定的强度和塑性指标往往不能评定材料对缺口是否敏感,因此,设计选材或研制新材料时,往往提出冲击韧性指标。
(2)检查和控制材料的冶金质量和热加工质量。
通过测量冲击吸收功和对冲击试样进行断口分析,可揭示材料的夹渣、偏析、白点、裂纹以及非金属夹杂物超标等冶金缺陷;检查过热、过烧、回火脆性等锻造、焊接、热处理等热加工缺陷。
(3)评定材料在高、低温条件下的韧脆转变特性。
用系列冲击试验可测定材料的韧脆转变温度,供选材时参考,使材料不在冷脆状态下工作,保证安全。
而高温冲击试验是用来评定材料在某些温度范围如蓝脆、重结晶等条件下的韧性特性。
按试验温度可分为高温、低温和常温冲击试验,按试样的缺口类型可分为V 型和U型两种冲击试验。
现行国家标准GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》将以上所涉及的试验方法统一合并在意个标准内,更加便于执行。
二、冲击试验原理夏比冲击试验是将具有规定形状、尺寸和缺口类型的试样,放在冲击试验机的试样支座上,使之处于简支梁状态。
然后用规定高度的摆锤对试样进行一次性打击,实质上就是通过能量转换过程,测量试样在这种冲击下折断时所吸收的功。
试样的冲击吸收功在试验中用摆锤冲击前后的位能差测定:Ak=A-A1三、夏比冲击试样与试验设备一)、冲击试样标准的夏比缺口冲击试样根据其缺口的类型分为V型缺口试样、缺口深度分别为2mm和5mm的U型缺口试样。
选择试样类型的原则应根据试验材料的产品技术条件、材料的服役状态和力学特性,一般情况下,尖锐缺口和深缺口试样适用于韧性较好的材料。
当试验材料的厚度在10mm以下而无法制备标准试样时,可采用宽度7.5mm 或5mm等小尺寸试样。
小尺寸试样的其他尺寸及公差与相应缺口的标准试样相同。
缺口应开在试样的窄面上。
由于冲击试样的缺口深度、缺口根部曲率半径及缺口角度决定着缺口附近的应力集中程度,从而影响该试样的冲击吸收功,试验前应检查这几个尺寸参数。
此外,缺口底部表面质量也很重要,缺口底部应光滑,不应出现与缺口轴线平行的加工痕迹和划痕,对于重要的试验或仲裁试验,缺口底部表面粗糙度参数Ra 应不大于1.6μm。
为避免混淆,试验前应对试样进行适当的标记,但标记的位置应不影响试样的支承和定位,并且应尽量远离缺口。
焊接接头冲击试样的形状和尺寸与相应的标准试样相同,但其缺口轴线应当垂直焊缝表面。
试样的缺口按试验要求可分别开在焊缝、熔合线或热影响区,其中开在热影响区的缺口轴线与熔合线的距离按产品技术条件规定。
二)冲击试验机摆锤式冲击试验机主要由机架、摆锤、试样支座、指示装置及摆锤释放、制动和提升机构等组成。
目前国产的摆锤式冲击试验机型号很多,如:JB-30A、JB-30B、JBG-30、JBD-30、JBD-30A等,各种试验机的基本参数是相同的,结构形式及操作方法也基本一致,例如最大打击能量分别为300J(±10J)和150J (±10J)两档,打击瞬间摆锤的冲击速度在5.0~5.5m/s之间,这些均符合GB /T229-1994标准的要求,它们的主要区别在送样方式(手动或自动)和指示装置(表盘或数显)上。
为避免其刚度下降而影响试验结果,冲击试验机应稳定牢固地安装在厚度大于150mm的混凝土地基或质量大于摆锤40倍的基础上。
对于新出厂的摆锤式冲击试验机,应按照GB3808《摆锤式冲击试验机》进行验收检查,对于日常使用的试验机,应定期按JJG145《摆锤式冲击试验机检定规程》进行检定。
三)、温度控制系统高温冲击试验中,温度控制装置一般由加热炉、温度控制仪器及热敏元件3部分组成。
对于低温冲击试验,常用的有3中制冷和控温装置(方法):①使用液体冷却试样,通过低温液体使试样达到规定的低温;常用的低温冲击试验用冷却介质试验温度/℃冷却介质<10~0 水+冰0~-70 乙醇+干冰-70~-105 无水乙醇+液氮-105~-140 无水乙醇+异戊烷-105~-192 液氮②使用喷射冷源的气体冷却法,通过调节冷却气体的喷量来控制试样的低温温度;③采用压缩机制冷的低温槽来控温。
以上所采用的温度控制装置应能保证能将试验温度稳定在规定值的±2℃之间。
同时,当使用液体介质加热或冷却试样时,恒温槽应有足够容量和介质,并应对介质进行搅拌,以避免介质温度的不均匀性。
四)、温度测量系统高温冲击试验时,一般采用热电偶进行测温,根据试验温度,选择不同的热电偶。
对于很高温度的试验,可选用Ⅱ级铂铑-铂热电偶测量温度,其示值允许误差在0~600℃时为±1.5℃,600~1600℃时为±0.25%;对于一般高温冲击试验,可选用Ⅱ级镍铬-镍硅热电偶,其示值允许误差在400℃以下为±3℃,400℃以上为±0.75%;对于300℃以下的温度,可选用Ⅱ级铜-康铜热电偶,其允许误差约为±1%;对于低温冲击试验,一般选用最小分度值不大于1℃玻璃温度计测温。
当使用热电偶测温时,其参考端温度应保持恒定,偏差应不超过±0.5℃,同时测温仪器(数字指示装置或电位差计)的误差应不超过±0.1%.四、常温冲击试验一、试验前准备工作(一)注意试验温度进行冲击试验的实验室温度一般应在10~35℃(即通常所称的室温)范围内,对于要求严格的试验,如韧性对温度变化很敏感的材料进行冲击试验时,试验应在20℃±2℃进行。
(二)检查试样尺寸用最小分度值不大于0.02mm的量具测量试样的宽度、厚度、缺口处厚度;用光学投影仪检查缺口尺寸,看其是否符合标准的要求。
(三)选择冲击试验机根据所试验材料牌号和热处理工艺,估计试样冲击吸收功的大小,选择合适的冲击试验机,使试样折断的冲击吸收功在所用试验机摆锤最大能量的10%~90%范围内。
(四)进行空打试验将摆锤扬起至预扬角位置,把从动指针拨到最大冲击能量位置(如果使用的是数字显示装置,则应清零),释放摆锤,读取零点附近的被动指针的示值(即会零差),会零差不应超过最小分度值的1/4(以最大量程300J为例,最小分度值为2J,1/4分度值为0.5J,其回零差应不超过0.5J)。
二、试验操作要点(一)将试样紧贴支座放置,并使试样缺口的背面朝向摆锤刀刃。
试样缺口用专用的对中夹钳或定位规收中,使缺口对称面位于两支座对称面上,其偏差不应大于0.5mm。
(二)操作过程将摆锤扬起至预扬角位置并锁住,把从动指针拨到最大冲击能量位置(如果使用的是数字显示装置,则清零),放好试样,确认摆锤摆动危险区无人后,释放摆锤使其下落打断试样,并任其向前继续摆动,直到达到最高点并向回摆动至最低点时,使用制动闸将摆锤刹住,使其停止在垂直稳定位置,读取被动指针在示值度盘上所指的数值(数字显示装置的显示值),此值即为冲击吸收功。
(三)试样数量由于冲击试验结果比较离散,一般对每一种材料试验的试样数量不少于3个。
三、冲击试验结果处理及试验报告冲击吸收功应至少保留2位有效数字,即冲击吸收功在100J及以上时,应是3位数字,如120J;冲击吸收功在10~<100J时,应为2位数字,如75J;冲击吸收功在10J以下时,应保留小数点后1位数字,一般修约到0.5J,如7.5J,修约方法按GB8170执行。
这样报告的试验结果基本上能与试验测量系统的不确定度相适应,如果过多保留有效位数则夸大了试验的测量精确度,有效位数不够则增大了误差。
(二)冲击吸收功的表示方法为了表示不同类型冲击试样的试验结果,3种类型试样的冲击吸收功用如下符号表示,以示区别:V型缺口试样的冲击吸收功,表示为Akv;深度2mmU型缺口试样的冲击吸收功表示为Aku2;深度5mmU型缺口试样的冲击吸收功表示为Aku5。
除以上3种非标准冲击试样,当报告冲击吸收功时,应将试样的缺口形状、尺寸在报告中详细竹注明。
(三)试验中几种情况的处理(1)由于试验机打击能量不足使试样未完全折断时,应在试验数据之前加大于符号“>”,其他情况则应注明“未折断”、(2)试验后试样断口有肉眼可见裂纹或缺陷时,应在试验报告中注明。
(3)试验中如出现误操作,或试样打断时有卡锤现象时,此时得到的结果已不准确,因此试验结果无效,应重新补做试验。
(四)试验结果对比由于冲击试样尺寸及缺口形状对冲击吸收功影响非常大,所以不同类型和尺寸试样的试验结果不能直接对比,也不能换算。
(五)试验报告冲击试验报告应包括如下内容:(1)所采用的试验方法标准号;(2)试验材料种类及标志(3)试样尺寸及类型(4)试验温度(5)试验机打击能量(6)冲击吸收功(7)韧脆转变温度(必要时)(8)试验日期五、影响冲击性能测定的主要因素由于金属材料的冲击性能和韧脆转变温度对材料内部组织结构、宏观缺陷及试验条件都很敏感,因此,影响冲击试验结果的因素很多,其中主要的影响因素有以下几种。
一、与材料有关的因素样品本身的化学成分、金相组织、晶粒度及是否含有夹渣、偏析、白点、裂纹以及非金属夹杂物超标等冶金缺陷或过热、过烧、回火脆性等热加工缺陷都对试样的冲击性能产生影响,这正是冲击试验得到广泛使用的原因所在,从而也使冲击试验结果的离散性较大。
试验人员可以通过对这些材料性能的了解,分析和解释试验数据,判断试验结果的准确性。
二、与样品取样和制备有关的因素(一)样品的取样方向工程上使用的金属材料,大多是轧制而成的,由于轧制时产生纤维组织对冲击值有较大影响,因此,沿轧制方向取样,垂直于轧制方向开缺口,冲击值较高;垂直于轧制方向取样,顺着轧制方向开缺口,冲击值较低。