不锈钢、非磁性耐热钢及低温韧性钢焊材规范对照表
不锈钢、非磁性耐热钢及低温韧性钢焊材规范对照表
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寒冷地区钢材的选用
钢结构基本原理及设计课程专题报告 严寒地区结构钢材的选用 专业土木工程 学号 学生 教师 日期
严寒地区结构钢材的选用（以铁塔为例进行说明）【摘要】提高寒冷地区抗脆断能力的要求，是为了使设计人员重视钢结构可能发生脆性破坏事故。由于对国产建筑钢材在不同工作条件下的脆断问题还缺乏深入研究，规范条文的内容主要来自前苏联的资料，同时亦参考了其他国内外的有关资料。前苏联严寒地区面积大，出现脆断事故的机会较多。根据对事故调查的结果，格构式桁架结构占事故总数的48%，而梁结构仅占18%，板结构占34%，可见桁架结构容易发生脆断。我国低温地区钢桁架、储液罐等也曾发生过脆断事故。这些资料在定量的规定上差别较大，很难直接引用，但在定性方面即概念设计中却有一些共同规律。因此规范在焊接构件的板厚、构造及结构施工等方面提出了防止脆断发生的措施。 【关键词】严寒地区钢材选用 1 严寒地区钢材选用问题的提出背景 在提出问题之前，首先有必要搞清楚各种温度区的准确定义。宏观上人们依据纬度的高低（更准确地说是地球在公转当中与太阳的关系）把地球自北向南划分为北寒带、北温带、热带、南温带、南寒带，我国绝大部分地区属于从北极圈（北纬66°30′）～北回归线（北纬23°30′）的北温带，属于温带气候；常规和习惯上依冬季的温度高低，人们又把温度区划为寒冷、严寒等地区，而各种温度区的划分和准确定义，均来自于国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19－81）的2001 年版。为了对本文叙述的需要，并使读者了解各种温度划分的定义和标准，现将该国家规范的有关室外气象温度参数的标准定义内容介绍如下： 严寒地区：累年最冷月平均温度T≤－10℃的地区定义为严寒地区，我国东北、华北的北纬40°30′以上的地区（即大致鞍山－张家口－大同－呼和浩特连线以北）以及陕西省榆林、甘肃省山丹和青海省格尔木均属严寒地区。寒冷地区：累年（不少于3 年）最冷月平均温度－10℃＜T≤0℃的地区定义为寒冷地区。全国北纬超过34℃以上除严寒地区以外的所有地区（即大致陇海线以北）和西藏全境及四川的甘孜地区，均属寒冷地区；对承重钢结构钢材的选用，按照新版《钢结构设计规范》（GB50017－2003）的规定，要求同时有7 种考虑的因素，其中以应力状态、连接方法和工作温度三项最重要，所有因素都基于一个出发点，那就是要防止脆性破坏的发生，这对于钢结构来说是至关重要的。对处于不同地区的送电线路杆塔来说，其它六项如结构重要性、菏载特征、结构形式等其它几项均相同，唯一的区别，就是其工程所经地区的环境温度，在《钢结构设计规范》（GB50017－2003）中，是以结构工作温度为表征的。结构工作温度：按新版《钢结构设计规范》
钢结构习题第一章 绪论及第二章钢材习题
第一章绪论、第二章钢材习题 一、名词解释 1、承载能力的极限状态：结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形时所对应的极限状态。 2、正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项限值时所对应的极限状态。 3、钢材的韧性：钢材抵抗冲击荷载的能力，用冲击韧性值指标来衡量。 4、时效硬化：轧制钢材放置一段时间后，其机械性能会发生变化，强度提高，塑性降低，这种现象称为时效硬化。 5、冷作硬化：钢材受荷超过弹性范围以后，若重复地卸载、加载，将使钢材弹性极限提高，塑性降低，这种现象称为冷作硬化。 6、钢材的冷脆：在负温度范围，随温度下降，钢材的屈服强度、抗拉强度提高，但塑性变形能力减小，冲击韧性降低，这种现象称为钢材的冷脆。 7、应力集中：构件由于截面的突然改变，致使应力线曲折、密集，故在空洞边缘或缺口尖端处，将局部出现应力高峰，其余部分则应力较低，这种现象称为应力集中。 8、塑性破坏：破坏前有显著的变形，吸收很大的能量，延续时间长，有明显的塑性变形，断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。 9、脆性破坏：破坏前无明显变形，破坏突然发生，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大。 10、蓝脆：钢材总得趋势是随着温度的提高，钢材强度及弹性模量下降；但是在250℃附近，钢材强度有所提高，塑性相应降低，钢材性能转脆，由于在这个温度下钢材表面氧化膜呈蓝色，故称为蓝脆。 二、填空题 1．钢材的三项基本力学性能指标分别为：屈服强度、抗拉强度伸长率和伸长率。2．Q235－BF表示屈服强度为235MPa的B级常温冲击韧性沸腾钢。 3．普通工字钢用符号I 及号数表示，其中号数代表高度的厘米数。 4．根据应力－应变曲线，低碳钢在单向受拉过程中的工作特性，可以分为弹性阶段、弹塑性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。 5．钢材在当温度下降到负温的某一区间时，其冲击韧性急剧下降，破坏特征明显地由塑性破坏破坏转变为脆性破坏破坏，这种现象称为冷脆。 6.钢结构有耐腐蚀性差和_ 耐火性__差的弱点。 7．钢结构目前采用的设计方法是_以概率论基础的极限状态_设计方法。 8．当温度达到600℃时，强度几乎降为零，完全失去了承载力，这说明钢材的_耐火_性能差。 9.钢材标号Q235B中的235表示材料的屈服强度为235N／mm2。 10.钢材在连续的循环荷载作用下，当循环次数达到某一定值时，钢材会发生突然断裂破坏
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-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。 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 =0 S A KU (J/cm2) (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)。
双相不锈钢的优点和缺点
双相不锈钢的分析 班级学号姓名 摘要双相不锈钢是在18-8奥氏体不锈钢的基础上，提高C r含量或者加入其他铁素体元素形成的，使钢具有奥氏体加铁素体双向组织，又节约了Ni合金。由于双向不锈钢两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。文章主要介绍双相不锈钢的性能、双相不锈钢的类型以及双相不锈铜的应用领域。 关键词双相不锈钢；性能；加工；热处理工艺；铁素体不锈钢；奥氏体不锈钢 双相不锈钢的基本优点如下： (1)含铬量为18％—22％的双相不锈钢在低应力下有良好的耐中性氯化物应力腐蚀性能。一般应用在70Y以上中性氯化物溶液中的18—8型奥氏体不锈钢容易发生应力腐蚀破裂，在微量氯化物及硫化氢的工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀破裂的倾向，而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。 (2)含钥双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀当量值(PR5＝cr％*3．3％Moll6％N)时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相近。含18％cr的双相不 锈钢耐孔蚀性能与AIsl316L相当。含25％Cr的尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI 316L。 (3)有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能，在某些腐蚀介质条件下被用于泵、阀等设 备中。 (4)综合力学性能好，有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18—8型奥氏体不锈钢的2倍。双相不锈钢由于具有奥氏体+铁素体双相组织，且两个相组织的含量基本相当，故兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。屈服强度可达400Mpa ~ 550MPa，是普通奥氏体不锈钢的2倍。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的韧性高，脆性转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显着提高；同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点，如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小，具有超塑性及磁性等。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的强度高，特别是屈服强度显着提高，且耐孔蚀性、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能也有明显的改善。 (5)可焊性良好，热裂倾向小。一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与18—8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种钢焊接。 (6)台低铬(18％cr)的双相不锈钢热加工温度范围比18—8型奥氏体不锈钢宽，抗力小，可不经过锻造，直接轧制开坯生产钢板”肯高铬(25％c)的钢则比奥氏休不锈钢热加r 困难。 (7)与奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小板，也适用丁制造热交换器的管芯。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢(DSS)的强度和耐局部腐蚀性能结合良好， DSS的金相组织通常为50％的铁素体和50％的奥氏体，但二者的比例也可以在35％／65％到55％／45％之间变化。由于其高强度及长期使用中的高可靠性，目前国外开始考虑把它作为“基体材料”，以代替碳钢应用到大型储罐及设备制造方面。在炼油行业中经常使用的DSS有22％cr和25％Cr两个级别，后者与前者相比包含更多的钼和氮，具有更高的耐蚀性能双相不锈钥处存在如下缺点： (1)与奥氏休不锈钢比较，耐热性较低，一般控制在300Y以下的工作环境中使用。 (2)冷加r比18—8型奥氏体不锈钢的加丁硬化效应大，在管、板承受变形初期，需施
二次正火温度对B+级钢低温韧性的影响
二次正火温度对B+级钢低温韧性的影响 在B级钢(ZG25MnNi)的基础上开发的B+级钢(ZG25MnCrNi)，具有优良的综合力学性能，是铁路货车转向架用钢。转向架是连接列车车轮和车厢的关键部件，而侧架和摇枕是转向架最大的承载件，对列车的安全性有着举足轻重的影响，对钢材的强度、韧性以及焊接性能等要求较高。随着我国经济的发展，提速、重载、安全运行已成为现代铁路运输业迅速发展的迫切需要。北方严寒、低温气候对B+级钢的低温韧性提出了更高的要求，亟待需要研究新的改善低温韧性的热处理工艺，以提高转向架运行的可靠性。 选择强韧性匹配良好的热处理工艺对于提高B+级钢的性能意义重大。有研究结果表明，二次正火可以改善显微组织，同时提高常温强度和低温冲击功。二次正火工艺，一般要求一次温度较高，使难溶成分溶于奥氏体、材料成分均匀化；二次正火采用较低温度，可获得均匀细小的奥氏体晶粒，以确保冷却后得到均匀细化的组织。二次正火工艺简单，成本相对较低，不需增加其他设备，生产中切实可行。本文采用二次正火工艺对B+级钢进行热处理，研究正火温度对B+级钢显微组织和力学性能尤其是低温冲击功的影响，为B+级钢制定合理的热处理工艺提供试验依据。 材料为某厂提供的铸态B+级钢基尔试棒，其主要化学成分(质量分数，%)为：0.25C，0.37Si，0.87Mn，0.017P，0.010S，0.39Cr，0.33Ni，0.14Cu。在箱式电阻炉中对铸态试样分别进行两次正火处理。一次正火温度950℃，保温30min，二次正火温度分别为800、870、910和950℃，保温时间均为30min。试样到温入炉，保温后出炉冷却。现行B+级钢的热处理工艺中，910℃一次正火，强度与塑性、韧性指标配合最佳。为了比较二次正火和一次正火对B+级钢组织与力学性能的影响，选用正火温度910℃，保温30min的一次正火作参比试验。 结果显示，二次正火后，B+级钢的组织为均匀分布、细小的铁素体+珠光体，强度和低温冲击功均有增加。随二次正火温度的升高，低温冲击功先升高后降低。二次正火的温度不宜过高，否则将导致低温冲击功降低。亚温二次正火对提高低温冲击功作用不大。B+级钢经950℃×30min正火+870℃×30min正火，可获得优良的强韧性配合。
低温钢材的韧性要求
低温钢材的韧性要求 （1）试验方法 低温压力容器及其受压元件所采用的钢材，必须进行低温夏比（V形缺口）冲击试验。 钢材的冲击试验方法，应符合GB 4159《金属低温夏比冲击试验方法》的有关规定。冲击试样按GB 2106《金属夏比V形缺口冲击试验方法》规定的 10mm×10mm×55mm标准试样。若无法制备标准试样时，也可采用 7.5mm×10mm×55mm、5mm×10mm×55mm的小尺寸试样，小尺寸试样的试样宽度一般应不小于钢材名义厚度的80%。试样的缺口应沿厚度方向（棒材沿径向）切取，并以3个试样为1组。 （2）取样规则 根据需要，钢材可按批进行冲击试验取样，其分批要求及试样截取应遵循以下规定。 ①钢板每批钢板由同一牌号、同一炉罐号、同一规格和同一热处理制度组成。每批钢板质量按厚度分类：6-16mm钢板应不大于15t；大于16mm钢板应不大于25t。每批取1组试样，试样方向为横向。 ②钢管每批钢管由同一牌号、同一炉罐号、同一规格和同一热处理制度组成。每批钢管按直径分类： 外直径大于351mm的钢管每批不超过50根；外直径小于或等于351mm 的钢管每一批不超过200根。在每批中的任意两根钢管上各取1组试样。 用于制造容器圆筒，且厚度大于16mm的钢管，按批抽10%，且不少于两根，每根取1组试样。 取样位置应靠近钢管内壁，一般为纵向，对大直径厚壁管可沿切向取样。缺口应沿厚度方向切取。
③锻件按照JB 4727《低温压力容器用碳素钢和低合金锻件》规定的取样数 量和取样部位切取试样。 ④钢棒每批钢棒由同一牌号、同一炉罐号、同一尺寸、同炉热处理组成。在经最终热处理的每批钢棒中任选两根，各取1组试样。试样方向为纵向，试样的纵轴应尽量位于钢棒半径的处。 （3）试验温度 低温压力容器用钢的冲击试验温度必须小于或等于容器或其受压元件的设计温度。当容器或其受压元件使用在低温应力工况时，钢材的冲击试验温度必须小于或等于调整后的设计温度。 （4）冲击功指标 钢材试验温度下的冲击功指标，按钢材标准规定的最低抗拉强度确定，具体要求必须满足表13-4的规定。小试样的冲击功指标根据试样宽度按比率缩减。 表13-4低温夏比（V形缺口）冲击试验最低冲击功规定值 钢材标准的最低抗拉强度 σb/Mpa ≤4503个试样的冲击功平均值钢材标准的最低抗拉 (10mm×10mm×55mm) 18强度σb/Mpa ＞515-6503个试样的冲击功平均值(10mm×10mm×55mm)27＞450-51520奥氏体钢焊接接头区31注： 1、试验温度下3个试样的冲击功平均值不得低于表中规定；其中单个试样的冲击功可小于平均值，但不得小于平均值的70%。
第一章 绪论及第二章钢材习题
第一章绪论及第二章钢材习题 一、名词解释 1、承载能力的极限状态： 2、钢材的韧性： 3、时效硬化： 4、钢材的冷脆 5、正常使用极限状态 6、应力集中 7、塑性破坏 8、脆性破坏 二、填空题 1．钢材的三项基本力学性能指标分别为：、和 。 2．Q235－BF表示。3．普通工字钢用符号及号数表示，其中号数代表的厘米数。 4．根据应力－应变曲线，低碳钢在单向受拉过程中的工作特性，可以分为、 、、、。5．钢材在当温度下降到负温的某一区间时，其冲击韧性急剧下降，破坏特征明显地由破坏转变为破坏，这种现象称为。 6.钢结构有耐腐蚀性差和_______差的弱点。 7．钢结构目前采用的设计方法是______设计方法。 8．当温度达到600℃时，强度几乎降为零，完全失去了承载力，这说明钢材的_____________性能差。 9.钢材标号Q235B中的235表示材料的为235N／mm2。 10.钢材在连续的循环荷载作用下，当循环次数达到某一定值时，钢材会发生突然断裂破坏的现象，称为钢材的___________。 11.钢结构中采用的各种板件和型材，都是经过多次辊轧而成的，一般薄钢板的屈服点比厚钢板___________。 12．当钢材受荷载作用进入弹塑性阶段及以后时，间歇重复加载将使弹性变形范围扩大，这种现象称为钢材的__________。
13．Q235A级钢材的__________不作为钢厂供货的保证项目，因而这种钢材不宜在焊接承重结构中使用。 14.钢结构设计规范(GB50017—2003)将钢材分为四组，钢板越厚，设计强度越________。 15．钢材承受动力荷载作用时，抵抗脆性破坏的性能用______指标来衡量。 16.钢材的设计强度是根据材料的_______确定的 三、单项选择 1、钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于（） A.钢材具有良好的耐热性 B.钢材具有良好的焊接性 C.钢结构自重轻而承载力高 D.钢结构的实际受力性能和力学计算结果最符合 2、钢结构发生脆性破坏是由于（） A.钢材是塑性较差的材料 B.钢材的强度较高 C.结构的构造不合理或工作条件差 D.材料的使用应力超过屈服点 3、在承受动荷的下列连接构造中，不合理 ．．．的是（） 4、钢材的冲击韧性A KV值代表钢材的（） A.韧性性能 B.强度性能 C.塑性性能 D.冷加工性能 5、钢材的伸长率指标是通过下列哪项试验得到的？（） A.冷弯试验 B.冲击功试验 C.疲劳试验 D.单向拉伸试验 6、钢材所含化学成分中，需严格控制含量的有害元素为( ) A.碳、锰 B.钒、锰 C.硫、氮、氧 D.铁、硅 7、随着钢材中含碳的增加会使钢材的_____提高。 A、强度 B、塑性 C、韧性 D、强度和塑性 8.钢材具有良好的焊接性能是指() A.焊接后对焊缝附近的母材性能没有任何影响 B.焊缝经修整后在外观上几乎和母材一致
双相不锈钢性能特点-力学性能特点
与不锈钢中其他四类相比，由于双相不锈钢具有α+γ双相组织结构，因此，其性能特点兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特性，是一类高强度与高耐蚀性最佳匹配的不锈钢。 与铁素体不锈钢相比，α+γ双相不锈钢的脆性转变温度低，室温韧性高，耐晶间腐蚀和焊接性能显著改善，同时仍保留铁素体不锈钢的一些特点，如457℃脆性，中温脆性和高温脆性及热导率高、线胀系数小何具有超塑性等。 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的强度，特别是屈服强度显著提高，耐晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀及磨蚀等性能明显改善，但有磁性。 上述双相不锈钢的特性，随两相比例的不同而有所改变。例如，当铁素体相的比例较大时，则更易显示铁素体不锈钢的性能特点；反之，则更易显示奥氏体不锈钢的性能特点。
1.力学性能 高强度，存在脆性转变温度和三个脆性区。 由于双相不锈钢具有微细的显微组织以及钼、氮等的强化作用，双相不锈钢的强度远远高于铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢，一些试验结果见表1和图2。 表1.铁素体（430）、奥氏体（304）和双相不锈钢代表性牌号室温力学性能的对比 图2.分别为超级铁素体不锈钢、超级双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢的力学性能对比 但是，双相不锈钢中含高铬、钼的大量铁素体相的存在，使得铁素体不锈钢中所具有的脆性 转变温度和457℃脆性、中温脆性以及高温脆性三个脆性区的特征，在双相不锈钢中先也显 现了出来（图3~5）。但是由于双相不锈钢的晶粒细化且又存在大量奥氏体，所以双相不锈 钢的脆性转变温度明显低于普通铁素体不锈钢，一般均在-40℃或-50℃以下，而且室温冲击 韧性也足够高（表1），因此不影响双相不锈钢的工程应用。至于457℃脆性和中温脆性只 要不高于260℃，长期使用就不会有任何危险。
低温钢
低温钢 适于在0℃以下应用的合金钢。能在-196℃以下使用的，称为深冷钢或超低温钢。低温钢主要应具有如下的性能：①韧性－脆性转变温度低于使用温度；②满足设计要求的强度； ③在使用温度下组织结构稳定；④良好的焊接性和加工成型性；⑤某些特殊用途还要求极低的磁导率、冷收缩率等。低温钢按晶体点阵类型一般可分为体心立方的铁素体低温钢和面心立方的奥氏体低温钢两大类。 铁素体低温钢一般存在明显的韧性－脆性转变温度，当温度降低至某个临界值（或区间）会出现韧性的突然下降。附图表示含碳 0.2％碳钢冲击值与温度的关系,其转变温度在-20℃左右。因此，铁素体钢不宜在其转变温度以下使用，一般需加入Mn、Ni等合金元素，降低间隙杂质，细化晶粒，控制钢中第二相的大小、形态和分布等,使铁素体钢的韧性-脆性转变温度降低（见金属的强化）。 铁素体低温钢按成分分为三类：①低碳锰钢(C0.05～0.28％,Mn0.6～2％)。使Mn/C≈10，降低氧、氮、硫、磷等有害杂质，有的还加入少量铝、铌、钛、钒等元素以细化晶粒。这类钢最低使用温度为－60℃左右。②低合金钢。主要有低镍钢(Ni2～4％)、锰镍钼钢(Mn0.6～1.5％,Ni0.2～1.0％，Mo0.4～0.6％，C≤0.25％)、镍铬钼钢 (Ni0.7～3.0％，Cr0.4～2.0％，Mo0.2～0.6％，C≤0.25％)。这些钢种的强度高于低碳钢，最低使用温度可达-110℃左右。中国研制了几种节镍的低温用低合金钢如09Mn2V等。③中（高）合金钢。主要有 6％Ni钢、9％Ni钢、36％Ni钢，其中9％Ni钢是应用较广的深冷用钢。这类高镍钢的使用温度可低至-196℃。 奥氏体低温钢具有较高的低温韧性，一般没有韧性－脆性转变温度。按合金成分不同，可分为三个系列：①Fe-Cr-Ni系。主要为18-8型铬镍不锈耐酸钢。这种钢低温韧性、耐蚀性和工艺性均较好，已不同程度地应用于各种深冷(-150～269℃)技术中。②Fe-Cr-Ni-Mn和Fe-Cr-Ni-Mn-N 系。这类钢种以锰、氮代替部分镍来稳定奥氏体。氮还有强化作用，使钢具有较高的韧性、极低的磁导率和稳定的奥氏体组织，适用于作超低温无磁钢（即材料的磁导率很小）。如0Cr21Ni6Mn9N和0Cr16Ni22Mn9Mo2等在-269℃作无磁结构部件。③Fe-Mn-Al系奥氏体低温无磁钢。是中国研制的节约铬、镍的新钢种，如15Mn26Al4等可部分代替铬镍奥氏体钢,用于-196℃以下的极低温区。如能改善这种钢的抗化学腐蚀能力，还可扩大其应用范围。 使用范围低温钢在石油气深冷分离设备中，绝大部分的最低使用温度为-110℃,个别设备中达-150℃,可分别采用低合金钢、3～6％镍钢或 9％镍钢。在空气分离设备中，最低工作温度达-196℃,一般采用9％镍钢或奥氏体低温钢。工作温度为-253℃的液氢生产、贮运设备，工作温度为-269℃的液氦设备，均应采用组织结构稳定的奥氏体低温钢。而某些特殊设备如超导磁体或超导电机，宜采用在工作温度以下除有稳定的奥氏体组织外,还要能保持极低磁导率(μ)≤1.01或更低）的钢种。 一些具有较高低温韧性的铁镍基和镍基高温合金如A-286、Inconel718、InconelX-750 等也常用于需要高强度的低温设备上。
低温钢概述
20世纪30年代以来，国外发生过多次桥梁构件脆断的事故。分析表明，金属或合金在低于某个临界温度的条件下，韧性急剧降低，性质变脆。这个温度(实际上足一个温度范围)叫做脆性临界转变温度。随着科学技术的发展，为了适应低温的要求，人们研制了各种低温钢。 钢的低温机械性能与它的晶体结构有很大关系，几乎所有钢种的强度、硬度和弹性模量都随着温度的降低而提高。而大部分钢的塑性和韧性却随温度的降低有不同程度的降低。其中，一类钢种随着温度下降，屈服强度迅速提高到强度极限的数值，从而转向脆性破坏；另—类钢种则随着温度的下降，其强度提高，而塑性和韧性指标仍保持较高数值。前者通常具有体心立方晶格，叫做冷脆体：后者一般具有面心立方晶格，叫做非冷脆体。因此，具有面心立方晶格的金属材料，如奥氏体不锈钢，在低温技术中首先得到应用。随着对低温钢需求量的增大和使用温区的多样化，各国已研制出许多低合金低温钢。 对于低温钢的技术要求一般是：在低温下具有足够的强度和充分的韧性，具有良好的工艺性能、加工性能和耐腐蚀性等。其中低温韧性，即低温下防止脆性破坏发生和扩展的能力是最重要的因素。所以，各国通常都规定出最低温度下的一定的冲击韧性值。 在低温钢成分中，一般认为，碳、硅、磷、硫、氮等元素使低温韧性恶化，其中磷的危害最大，所以在冶炼中应早期低温脱磷。锰、镍等元素能使低温韧性提高。每增加1%的镍含量，脆性临界转变温度约可降低20℃左右。 低温钢一般在碱性感应电炉、电弧炉中进行冶炼。出钢温度和浇铸温度均不宜过高，过高的出钢温度会使钢水中气体增多：过高的浇铸温度则导致晶粒粗大，因而降低低温韧性。 热处理工艺对低温钢的金相组织和晶粒度有决定性影响，从而也影响钢的低温韧性。经过调质处理后的低温韧性有明显的提高。 根据热加工成型方式的不同，低温钢可分为铸钢和轧材两种。根据成分和金相组织的区别，低温钢可分为：低合金钢、6％镍钢、9％镍钢、铬—锰或铬—锰—镍奥氏体钢以及铬—镍奥氏体不锈钢等。低合金钢一般在一100℃左右的温区内使用，用于制造冷冻设备、运输设备、乙烯地上贮藏室和石油化工设备等。在美国、英国、日本等国家，9％镍钢广泛应用于一196℃的低温结构上，如保存、运输液化沼气和甲烷的贮罐、贮存液氧、制造液氧和液氮的设备等。奥氏体不锈钢是非常优良的低温用结构材料，它的低温韧性好、焊接性能优良、导热率低，在低温领域里得到广泛应用，用于液氢、液氧的运输罐车和贮罐等。但是，由于它含铬、镍较多，因而比较昂贵。 随着低温技术的发展，一定会有更多更好的低温钢问世。 适于在0℃以下应用的合金钢。能在-196℃以下使用的，称为深冷钢或超低温钢。低温钢主要应具有如下的性能：①韧性－脆性转变温度低于使用温度；②满足设计要求的强度；③在使用温度下组织结构稳定；④良好的焊接性和加工成型性；⑤某些特殊用途还要求极低的磁导率、冷
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。 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)
钢材在低温、中温、高温下-性能不同
3.3.1 温度 不同用途的压力容器的工作温度不同。 钢材在低温、中温、高温下，性能不同。高温下，钢材性能往往与作用时间有关。 介绍几种情况的影响: 一、短期静载下温度对钢材力学性能的影响 1、高温下 在温度较高时，仅仅根据常温下材料抗拉强度和屈服点 来决定许用应力是不够的，一般还应考虑设计温度下材 料的屈服点。 2、低温下 随着温度降低，碳素钢和低合金钢的强度提高，而韧性 降低。当温度低于20℃时，钢材可采用20℃时的许用应 力。 韧脆性转变温度——（或脆性转变温度） 当温度低于某一界限时，钢的冲击吸收功大幅度地下 降，从韧性状态变为脆性状态。这一温度常被称为韧脆 性转变温度或脆性转变温度。 图3-3 温度对低碳钢力学性能 的影响 (图3-4 低碳钢冲击吸收功和温度的关系曲线) 低温变脆的金属：具有体心立方晶格的金属如碳素钢和低合金钢。
低温仍有很高韧性的金属：面心立方晶格材料如铜、铝和奥氏体不锈钢，冲击吸收功随温度的变化很小，在很低的温度下仍具有高的韧性。 二、高温、长期静载下钢材性能 蠕变现象：在高温和恒定载荷的作用下，金属材料会产生随时间而发展的塑性变形，这种现象被称为蠕变现象。 一定的应力作用下，碳素钢（>420度）合金钢(>400-500度)时发生蠕变。 蠕变的危害:蠕变的结果是使压力容器材料产生蠕变脆化、应力松弛、蠕变变形和蠕变断裂。因此,高温压力容器设计时应采取措施防止蠕变破坏发生。 1、蠕变曲线 蠕变曲线三阶段：减速蠕变，恒速蠕变， 加速蠕变。 oa线段——试样加载后的瞬时应变。 a点以后的线段——从a点开始随时间增 长而产生的应变才属于蠕变。蠕变曲线上 任一点的斜率表示该点的蠕变速率。 ab为蠕变的第一阶段: 即蠕变的不稳定阶段，蠕变速率随时间的 增长而逐渐降低，因此也称为蠕变的减速 阶段。 bc为蠕变的第二阶段: 图3-5 蠕变应变与时间的关系
钢材技术要求
1.碳素结构钢 指各种钢结构中采用的结构钢和工程用热轧钢板、型钢等。现行国家标准为《碳素结构钢》（GB700-88）。 牌号及其表示方法如下动画中所示。 Q235-AF: 屈服强度是235 MPa，A 级，沸腾钢。 碳素结构钢的技术要求 1.化学成分 2.力学性质 3.冶炼方法 4.交货状态 5.表面质量 化学成分 各种不同牌号的碳素结构钢的化学成分应符合GB700-88的要求。 力学性能 碳素结构钢的拉伸和冲击试验指标应符合下表规定：碳素结构钢的力学性能指标
冷弯试验 碳素结构钢的冷弯试验指标（GB700-88）。 各类牌号钢材的性能 牌号与性能的关系 根据国家标准GB700-88的规定，碳素结构钢按屈服点分为五个牌号如表7.5.1 和表7.5.2所示,当牌号增大时，钢材的含碳量提高，伸长率 降低，冷弯性能也降低. 质量等级：取决于钢材内有害杂质S、P的含量，钢材的质量好，其焊接性能和低温抗冲击性能也提高。 碳素结构钢的选用
建筑钢结构中最常用的牌号为Q235(综合性能符合建筑工程的要求)。 因为Q235钢既有较高的强度，又有良好的塑性和韧型，如：B、C、D等，可焊接性也很好，能满足一般钢结构用钢的要求。Q235的C级和D级钢，其S和P的含量低，所以主要用作重要的焊接结构。尤其适用于低温条件 下，受冲击荷载作用的焊接钢结构。Q195及Q215：强度低，但塑性和韧 性好，易冷加工，在轧制、焊接加工成受冲击或偶然荷载等情况下，能保 证安全使用。Q255及Q275：强度高，但塑性和韧性差，可焊接差，不 易冷加工；可用作混凝土配筋和钢结构中的构件及螺栓（常用在机械零件 及工具中）。 选用钢材，主要根据工程结构的重要性、荷载类型、焊接要求及使用环境温度等条件选择。 低合金高强度结构钢 定义 在碳素结构钢的基础上，添加少量的一种或几种合金元素，合金元素的总含量小于5%的结构钢。常用的合金元素有：Si、Mn、Ti、Nb、V和C等。 牌号及其表示方法 现行国家标准《低合金结构钢》（GB1591-94）共有5个牌号：Q295、Q345、Q390、Q420、Q460。 低合金高强度结构钢的化学组成(GB1591-94) 如表7.5.4所示。低合金高 强度结构钢的力学性能(GB1591-94) 如表7.5.5所示。 如表7.5.5所示，低合金钢的强度大大高于碳素结构钢，并且具有良好的塑性和韧性、耐磨性、耐蚀性及耐低温性也好于碳素钢，其生产工艺 和成本都与碳素钢相近，比采用碳素结构钢节省钢材，而且可以减轻自重，延长使用寿命，尤其适用于大跨度结构和桥梁工程等。
钢材韧性及断裂原因研究
钢材韧性及断裂原因 用于各行业的钢材品种达数千种之多。每种钢材都因不同的性能、化学成分或合金种类和含量而具有不同的商品名称。虽然断裂韧性值大大方便了每种钢的选择，然而这些参数很难适用于所有钢材。 主要原因有： 第一，因为在钢的冶炼时需加入一定数量的某种或多种合金元素，成材后再经简单热处理便可获得不同的显微组织，从而改变了钢的原有性能； 第二，因为炼钢和浇注过程中产生的缺陷，特别是集中缺陷（如气孔、夹杂等）在轧制时极其敏感，并且在同一化学成分钢的不同炉次之间，甚至在同一钢坯的不同部位发生不同的改变，从而影响钢材的质量。 由于钢材韧性主要取决于显微结构和缺陷的分散（严防集中缺陷）度，而不是化学成分。所以，经热处理后韧性会发生很大变化。要深入探究钢材性能及其断裂原因，还需掌握物理冶金学和显微组织与钢材韧性的关系。 1.铁素体-珠光体钢断裂 铁素体-珠光体钢占钢总产量的绝大多数。它们通常是含碳量在0.05%～0.20%之间的铁-碳和为提高屈服强度及韧性而加入的其它少量合金元素的合金。 铁素体-珠光体的显微组织由BBC铁（铁素体）、0.01%C、可溶合金和Fe3C组成。在碳含量很低的碳钢中，渗碳体颗粒（碳化物）停留在铁素体晶粒边界和晶粒之中。但当碳含量高于0.02%时，绝大多数的Fe3C形成具有某些铁素体的片状结构，而称为珠光体，同时趋向于作为“晶粒”和球结（晶界析出物）分散在铁素体基体中。含碳量在0.10%～0.20%的低碳钢显微组织中，珠光体含量占10%～25%。 尽管珠光体颗粒很坚硬，但却能非常广泛地分散在铁素体基体上，并且围绕铁素体轻松地变形。通常，铁素体的晶粒尺寸会随着珠光体含量的增加而减小。因为珠光体球结的形成和转化会妨碍铁素体晶粒长大。因此，珠光体会通过升高d-1/2（d为晶粒平均直径）而间接升高拉伸屈服应力δy。 从断裂分析的观点看，在低碳钢中有两种含碳量范围的钢，其性能令人关注。一是含碳量在0.03%以下，碳以珠光体球结的形式存在，对钢的韧性影响较小；二是含碳量较高时，以球光体形式直接影响韧性和夏比曲线。 2.处理工艺的影响
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
材料的冲击试验实验报告
材料的冲击试验 实验内容及目的 1、测定低碳钢、铸铁和中碳钢的冲击性能指标；冲击韧度a k 2、比较低碳钢与铸铁的冲击性能指标和破坏情况 3、掌握冲击实验方法及冲击试验机的使用 实验材料和设备 低碳钢、中碳钢、铸铁、冲击试验机、游标卡尺 试样的制备 按照国家标准GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，金属冲击试验所采用的标准冲击试样为并开有或深的形缺口的冲击试样（图1）以及张角深的形缺口冲击试样（图2）。如不能制成标准试样，则可采用宽度为或等小尺寸试样，其它尺寸与相应缺口的标准试样相同，缺口应开在试样的窄面上。冲击试样的底部应光滑，试样的公差、表面粗糙度等加工技术要求参见国家标准GB/T229—1994。 （a）（b）图1 夏比U形冲击试样 （a）深度为mm 2；（ b）深度为mm 5 图2 夏比V形冲击试样
实验原理 实验室将试样放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间，然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度H1，使其获得一定的位能mgH1，释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为mgH2，则摆锤冲断试样失去的势能为mgH1-mgH2。如果忽略空气阻力等各种能量损失，则冲断试样所消耗的能量（即试样的冲击吸收功）为: A k=mg(H1-H2)。 A k的具体数值可直接从冲击试验机的表盘上读出，其单位为J，将冲击吸收功A k除以试样缺口底部的横截面积SN（cm2），即可得到试样的冲击韧性值a k。 （a）(b) 图3 冲击实验的原理图 （a）冲击试验机的结构图（b）冲击试样与支座的安放图 实验过程 1、了解冲击试验机的操作规程和注意事项。 2、测量试样的尺寸 3、按“取摆”按钮，摆锤抬起到最高处，并销住摆锤，同时将试样安放好 4、按“退销”按钮，安全销撤掉。 5、按“冲击”按钮，摆锤下落冲击试样。 6、记录冲断试样所需要的能量，取出被冲断的试样。 实验数据的记录与计算 （1）数据记录与结果
双相不锈钢基本特性
第一类属低合金型，代表牌号UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），钢中不含钼，PREN值为24-25，在耐应力腐蚀面可代替AISI304或316使用。 第二类属中合金型，代表牌号是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN值为32-33，其耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。 第三类属高合金型，一般含25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN值为38-39，这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢。 第四类属超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,有的也含钨和铜,PREN值大于40,可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐蚀与力学综合性能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。国外主要双相不锈钢牌号的近似对照见表2。 表1 双相不锈钢（DSS）代表牌号的主要化学成分和蚀抗力当量值 Representative Duplex Stainless Steel Types,Main Chemical Analysis and Pitting Resistance Equivalent Number - . -考试文档-
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表2 各国主要双相不锈钢牌号的近似对照 Comparison of Main Duplex Stainless Steels Of Different Countries - . -考试文档-
低温钢
低温钢概述 低温用钢的种类、成分及性能 低温用钢分4个温度级别：－20～40℃、－50～80℃、－100～110℃、－196～269℃。主要用于液化石油气及液化天然气等的贮存运输容器，以及海洋石油工程结构等。 1．中合金低碳马氏体型低温钢 合金元素总含量5％～10％，组织取决于热处理制度。9Ni钢为典型钢种，有两种常用热处理制度，一种是900℃正火加790℃正火加570℃回火；另一种是800℃水淬加570℃回火。淬火后组织为低碳马低体，正火后组织为低碳马氏体加铁素体加少量高碳奥氏体。9Ni钢在－196℃低温下具有优良的韧性。磷会增9Ni钢回火脆性的敏感性，应严格控制。5Ni钢主要通过化学成分的最佳化以及三级热处理方法来控制组织，使之在－162℃乃至－196℃低温下具有与9Ni 钢相近的强度和韧性。 2．高合金奥氏体型低温钢 合金元素总含量＞10％，组织为奥氏体，具有极为优良的低温韧性，在－196～296℃低温下仍保持相当高的韧性。含铬镍奥氏体型低温钢含Cr18%和 Ni9%，无铬镍奥氏体型低温钢含M23%～26％，A1%～4%，两者的低温钢韧性相近。一般均在固溶处理后使用。 低温钢锻件 表11-1 中国常用钢号 (一）20D 钢锻件 表11-2 钢的化学成分 表11-3 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能
表11-4 钢锻件的许用应力 （二）16MnD 钢锻件 表11-5化学成分 表11-6 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能 表11-7 钢锻件的许用应力 （三）09Mn2VD 钢锻件 表11-8化学成分 表11-9 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能
表11-10 钢锻件的许用应力 （四）09MnNiD 钢锻件 表11-11化学成分 表11-12 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能 表11-13 钢锻件的许用应力 （五）16MnMoD 和20MnMoD 钢锻件 表11-14 钢的化学成分 表11-15 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能
实验五 聚合物材料冲击强度的测定(定稿)
实验五聚合物材料冲击强度的测定 一、实验目的 1. 了解高分子材料的冲击性能； 2. 理解摆锤式抗冲击强度试验机的原理； 3. 掌握冲击强度的测试方法； 二、实验原理 冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位面所吸收的能量。 ()=/K A bh α 式中，K α为冲击强度；单位为J/cm 2；A 为冲断试样所消耗的功；b 为试样宽度；h 为试样厚度。冲击强度的测试方法很多，应用较广的有以下三种： （1）摆锤式冲击试验； （2）落球法冲击试验； （3）高速拉伸试验。 本实验采用摆锤式冲击试验法。摆锤冲击试验，是将标准试样放在冲击机规定的位置上，然后让重锤自由落下冲击试样，测量摆锤冲断试样所消耗的功，根据上述公式计算试样的冲击强度。摆锤冲击试验机的基本构造有3部分：机架部分、摆锤冲击部分和指示系统部分。根据试样的按放方式，摆锤式冲击试验又分为简支梁型(Charpy 法)和悬臂梁型。前者试样两端固定，摆锤冲击试样的中部；后者试样一端固定，摆锤冲击自由端。如图1所示。 图1摆锤冲击试验中试样的安放方式 试样可采用带缺口和无缺口两种。采用带缺口试样的目的是使缺口处试样的截面积大为减小，受冲击时，试样断裂一定发生在这一薄弱处，所有的冲击能量都能在这局部的地方被吸收，从而提高试验的准确性。 测定时的温度对冲击强度有很大影响。温度越高，分子链运动的松弛过程进行越
快，冲击强度越高。相反，当温度低于脆化温度时，几乎所有的塑料都会失去抗冲击的能力。当然，结构不同的各种聚合物，其冲击强度对温度的依赖性也各不相同。湿度对有些塑料的冲击强度也有很大影响。如尼龙类塑料，特别是尼龙6、尼龙66等在湿度较大时，其冲击强度更主要表现为韧性的大大增加，在绝干状态下几乎完全丧失冲击韧性。这是因为水分在尼龙中起着增塑剂和润滑剂的作用。 试样尺寸和缺口的大小和形状对测试结果也有影响。用同—种配方，同一种成型条件而厚度不同的塑料作冲击试验时，会发现不同厚度的试样在同一跨度上作冲击试验，以及相同厚度在不同跨度上试验，其所得的冲击强度均不相同，且都不能进行比较和换算。而只有用相同厚度的试样在同一跨度上试验，其结果才能相互比较，因此在标准试验方法中规定了材料的厚度和跨度。缺口半径越小，即缺口越尖锐，则应力越易集中，冲击强度就越低。因此，同一种试样，加工的缺口尺寸和形状不同，所测得冲击强度数据也不——样。这在比较强度数据时应该注意。 三、实验仪器和材料 1、试验机 试验机为摆锤式（悬臂梁），并由摆锤、试样支座、能量指示机构和机体等主要构件组成。能指示试样破坏过程中所吸收的冲击能量。 2、摆体 摆体是试验机的核心部分，它包括旋转轴、摆杆、摆锤和冲击刀刃等部件。旋转轴心到摆锤打击中心的距离与旋转轴心至试样中心距离应一致。两者之差不应超过后者的±1%。冲击刀刃规定夹角为30士1o。端部圆弧半径为2.0士0.5 mm。摆锤下摆时，刀刃通过两支座问的中央偏差不得超过士0.2 mm，刀刃应与试样的冲击面接触。接触线应与试样长轴线相垂直，偏差不超过士2o。 3、试样支座 为两块安装牢固的支撑块，能使试样成水平，其偏差在1/20以内。在冲击瞬间应能使试样打击面平行于摆锤冲击刀刃，其偏差在1/200以内。支撑刃前角为 5o，后角为10士1o，端部圆弧半径为1mm。 4、能量指示机构 能量指示机构包括指示度盘和指针。应对能量度盘的摩擦、风阻损失和示值误差做准确的校正。 5、机体 机体为刚性良好的金属框架，并牢固地固定在质量至少为所用最重摆锤质量40倍的基础上。本试验采用带缺口试样。试样表面应平整、无气泡、裂纹、分 层和明显杂质。试样缺口处应无毛刺。