冲击韧性试验报告

冲击韧性测定试验报告

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-cos α) (1-1)

冲断试样后，摆锤在C 处所具有的势能为：

E 1=Gh=GL(1-cos β)。 (1-2)

势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K :

A K =E-E 1=GL(cos β-cos α) (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。

h L G H

图1-3冲击试验原理图

六﹑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A KU 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﹑实验结果处理

1.计算冲击韧性值αKU . αKU =0S A KU

(J/cm 2) (1-4)

式中,A KU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)。

冲击韧性值αKU是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸﹑缺口形状﹑试验温度等的变化而不同。

2.比较分析两种材料的抵抗冲击时所吸收的功。观察破坏断口形貌特征。

八﹑思考题

1.冲击韧性值αKU为什么不能用于定量换算，只能用于相对比较？

答：αKU值取决于材料及其状态，同时与试样的形状、尺寸有很大关系。αKU值对材料的内部结构缺陷、显微组织的变化很敏感，如夹杂物、偏析、气泡、内部裂纹、钢的回火脆性、晶粒粗化等都会使其明显下降。条件很难达到统一，所以冲击韧性不能用于定量计算，只能用于相对比较。

2.冲击试样为什么要开缺口？

答：在试样上制作切口的目的是为了使试样承受冲击载荷时在切口附近造成应力集中，使塑性变形局限在切口附近不大的体积范围内，并保证试样一次冲断且使断裂发生在切口处。