实验五金属冲击实验
缺口冲击韧性实验
20.1731 2.3971 2.8115 -
15.382 2.4764 -
1.7665 -
平均值
17.7776 1.9235 2.6058 -
吸收 功(J) Boltzmann of 吸收 功
14
吸收 功(J)
7
0
-20
0
20
温度 (℃)
图八：20#钢撕裂功—温度曲线
由图八确定出的韧脆转化温度是 10℃
吸收 功(J) Boltzmann of 吸收 功
1.2
吸收 功(J)
0.6
0.0
-20
0
20
温度 (℃)
图七：20#钢裂纹扩展功—温度曲线
由图七确定出的韧脆转化温度是 9.41℃
次
温
数
度
20℃ 0℃ -30℃ -60℃ -90℃
1
1.337 1.054 2.4001 -
表四：裂纹撕裂功记录表
2
3
4
性变形发生，断口呈 100%结晶状，第三种是对冲击吸收功——温度曲线上平台 下平台区间规定百分数（η ）所对应的温度定义为韧脆转化温度，记为 ETTn，例 如，冲击吸收功上下平台区间 50%所对应的温度记为 ETT50，对应的冲击能量记为 1/2（AKUmax+AKUmin）。
三、试验材料及操作要点 1、本实验采用 20#钢和 40Cr，热处理状态分退火态及 900℃淬火+200℃回
24
吸收 功(J)
16
8
-100
-50
0
50
温度 (℃)
图十二：40Cr 撕裂功—温度曲线
由图十二确定出的韧脆转化温度是-28.81℃
五、冷脆转化温度 20#钢：tk =[(-12.13)+(-13.79)+9.41+10]/4=-6.51℃ 40Cr:tk =[(-38.04)+(-5.85)+(-15.41)+(-28.81)]/4=-22.03℃
冲击实验报告
冲击实验报告一．实验目的1.掌握常温下金属冲击试验方法；2.了解冲击试验机结构、工作原理及正确使用方法。
二．实验设备JBW-300冲击试验机及20#钢试样和40Cr试样。
三．实验原理：冲击试验是根据许多机器零件在工作时受到冲击载荷作用提出来的。
冲击载荷是动载荷，它在短时间内产生较大的力，在这种情况下往往对材料的组织缺陷反映更敏感。
在冲击试验中，我们认为材料存在截面突变、即缺口，冲击动能在零件内的分布是不均匀的，在缺口处单位体积内将吸取较多的能量，从而使该处的应力、应变值增大。
因此，Ak或ak 值都是代表材料缺口敏感度。
冲击载荷与静拉伸的主要区别在于加载速度不同。
拉伸速度一般在10-4~10-2mm/s，而冲击速度为102~104mm/s，静载荷作用于构件，一般不考虑惯性力的影响，而冲击载荷作用下惯性的作用不可忽视。
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。
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)势能之差E-E1,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。
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。
冲击试验的实验目的原理与步骤方法
z 使摆锤落下，冲断试件，然后刹车，读出 试件冲断时消耗的功，以下式可计算出材
料的冲击韧度值αk
αk
=
W A
=
N −m mm2
z W — 冲断试件时所消耗的功 z A — 试件缺口横截面积
科学研究中都具有一定的意义。
四、冲击试件
z 工程上常用金属材料的冲击试件一般 在带缺口槽的矩形试件，做成制品的目的 是为了便于揭露各因素对材料在高速变形 时的冲击抗力的影响。缺口形状和试件尺
寸保对证材实料验的结冲果击能韧进度行值比α较，k的试影件响必极须大严，格要
按照冶金工业部的部颁布标准制作。故测
在实际工程机械中有许多构件常受到冲击载荷的作用构件常受到冲击载荷的作用机器机器设计中应力求避免冲击波负荷设计中应力求避免冲击波负荷但但由于结构或运行的特点由于结构或运行的特点冲击负荷冲击负荷难以完全避免为了了解材料在冲击载荷下的性能我们必须作冲击实验
实验三
冲击实验
z 在实际工程机械中，有许多 构件常受到冲击载荷的作用,机器 设计中应力求避免冲击波负荷,但 由于结构或运行的特点,冲击负荷 难以完全避免，为了了解材料在冲 击载荷下的性能，我们必须作冲击 实验。
定验α，其k值冲的击冲试击件实形验状实如质图上所是示一。种比较性实
55±2
10±0.1
1±0.1 10±方法与步骤
z 1．测量试件尺寸，要测量缺口处的试件 尺寸。
z 2. 调整冲击试验机指针调到“零点”根据试 件材料估计所需破坏能量，先空打一次， 测定机件间的摩擦消耗功。
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。
金属低温冲击实验报告
一、实验目的1. 了解金属在低温条件下冲击性能的变化规律。
2. 测定不同金属在低温下的冲击吸收功，分析其冲击韧性的变化。
3. 掌握金属低温冲击试验方法及试验设备的操作。
二、实验原理冲击试验是一种测定材料在冲击载荷作用下抗断裂能力的试验方法。
在低温条件下，金属的冲击性能会发生变化，表现为冲击韧性的降低。
本实验通过测定不同金属在低温下的冲击吸收功，分析其冲击韧性的变化，从而了解金属在低温条件下的抗冲击性能。
三、实验材料及设备1. 实验材料：低碳钢、铸铁、铝合金等。
2. 实验设备：低温冲击试验机、低温箱、游标卡尺、试样加工设备等。
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，缺口形式为U型或V型。
2. 低温冲击试验：将试样置于低温箱中，设定不同的低温，将试样放入低温箱内，待试样温度稳定后，进行冲击试验。
3. 数据记录：记录每个试样的冲击吸收功和断口形貌。
4. 结果分析：分析不同金属在不同低温下的冲击吸收功和断口形貌，比较其冲击韧性的变化。
五、实验结果与分析1. 低碳钢在低温下的冲击性能：随着温度的降低，低碳钢的冲击吸收功逐渐降低，冲击韧性降低。
在-50℃时，低碳钢的冲击吸收功降低至原来的50%，表明其冲击韧性显著降低。
2. 铸铁在低温下的冲击性能：铸铁的冲击吸收功在低温下也呈现下降趋势，冲击韧性降低。
在-50℃时，铸铁的冲击吸收功降低至原来的30%，表明其冲击韧性明显降低。
3. 铝合金在低温下的冲击性能：铝合金的冲击吸收功在低温下同样降低，冲击韧性降低。
在-50℃时，铝合金的冲击吸收功降低至原来的60%，表明其冲击韧性降低。
六、结论1. 金属在低温条件下的冲击性能显著降低，冲击韧度降低。
2. 低碳钢、铸铁、铝合金等金属在低温下的冲击性能变化规律基本一致，冲击吸收功随温度降低而降低。
3. 本实验为金属材料在低温条件下的抗冲击性能提供了实验依据，对工程设计和材料选择具有一定的指导意义。
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。
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。
冲击试验实验目原理及步骤方法
按照冶金工业部的部颁布标准制作。故测
定验α，其k值冲的击冲试击件实形验状实如质图上所是示一。种比较性实
55±2
10±0.1
1±0.1 10±0.1
40±0.5
图 3-1
五、实验方法与步骤
z 1．测量试件尺寸，要测量缺口处的试件 尺寸。
料的冲击韧度值αk
αk
=
W A
=
N −m mm2
z W — 冲断试件时所消耗的功 z A — 试件缺口横截面积
图 3-2
六、注意事项
z 在实验过程中要特别注意安 全，绝对禁止把摆锤举高后安放试 件，当摆锤举高后，人就离开摆锤 摆动的范围，在放下摆锤之前，应 先检查一下有没有人还未离开，以 免发生危险。
实验三
冲击实验
z 在实际工程机械中，有许多 构件常受到冲击载荷的作用,机器 设计中应力求避免冲击波负荷,但 由于结构或运行的特点,冲击负荷 难以完全避免，为了了解材料在冲 击载荷下的性能，我们必须作冲击 实验。
一、实验目的
z 1. 了解冲击实验的意义，材料在冲击 载荷作用下所表现的性能。
z 2. 测定低碳钢和铸铁的冲击韧度验中，还可以揭
示了静载荷时，不易发现的某结构特点和工作
条件对机械性能的影响（如应力集中，材料内
部缺陷，化学成分和加荷时温度，受力状态以
及热处理情况等），因此它在工艺分析比较和
科学研究中都具有一定的意义。
四、冲击试件
z 工程上常用金属材料的冲击试件一般 在带缺口槽的矩形试件，做成制品的目的 是为了便于揭露各因素对材料在高速变形 时的冲击抗力的影响。缺口形状和试件尺
z 2. 调整冲击试验机指针调到“零点”根据试 件材料估计所需破坏能量，先空打一次， 测定机件间的摩擦消耗功。
金属系列冲击试验报告
金属系列冲击试验报告一．试验目的1.了解摆锤冲击试验的基本方法。
2.通过系列冲击试验，测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，拟合三种金属韧脆转变温度。
二．基本原理：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。
冲击吸收功的测量原理为冲击前以摆锤位能形式存在的能量中的一部分被试样在受冲击后发生断裂的过程中所吸收。
摆锤的起始高度与它冲断试样后达到的最大高度之间的差值可以直接转换成试样在冲断过程中所消耗的能量，试样吸收的功称为冲击功（A k）。
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，即当温度下降时，由韧性转变成脆性行为的温度范围，在A k-T曲线上表现为Ak值显著降低的温度。
曲线冲击功明显变化的中间部分称为转化区，脆性区和塑性区各占50%时的温度称为韧脆转变温度（DBTT）。
当断口上结晶或解理状脆性区达到50%时，相应的温度称为断口形貌转化温度（FATT）。
脆性断裂：材料在低温断裂时会呈现脆性断裂，所谓脆性断裂即材料在极微小甚至没有塑性变形及其预警的情况下所发生的断裂，低倍放大镜下断口形貌往往是光亮的结晶状。
解理断裂：当外加正应力达到一定数值后，以极速率沿特定晶面产生的穿晶断裂现象称为解理。
解理断口的基本微观特征是台阶、河流、舌状花样等。
全韧型断口：断口晶状区面积百分比定为0%；全脆型断口：断口晶状区面积百分比定为100%；韧脆型断口：断口晶状区面积百分比需用工具显微镜进行测量，计算出断口解理部分面积，计算出断口晶状区面积百分比三．试验材料、试样、以及设备仪器2.1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。
2.2试验材料：低碳钢、工业纯铁和T8钢。
试样外型尺寸：10mm*10mm*55mm，缺口部位为U型槽。
2.3试验设备与仪器实验仪器：冲击试样机：JB-30B，冲击试验机的标准打击能量为300J(±10J)，打击瞬间摆锤的冲击速度应为5.0~5.5m/s。
实验5金属的硬度和冲击实验
2009.4
2
金属的硬度
■ 硬度试验的方法---刻划法、弹性回跳法、 压入法
■ 压入法---布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度 等。
2009.4
3
金属的硬度
■ 1 、布氏硬度
2009.4
4
布氏硬度
2009.4
5
布氏硬度
当试验力P的单位为 kgf : 当试验力P的单位为 N:
2009.4
6
布氏硬度
10，15
10 30
＜35
5
铜及铜合金 35～200
10
铅、锡
1
＞200
30
2009.4
8
布氏硬度几点说明
1、试验力保持时间通常为10～15s。 2、布氏硬度的符号用 HBW表示。
500HBW5/750 3、压痕中心距试样边缘的距离≥2.5d，相邻
压痕中心的距离≥3d。 4、压痕直径应从相互垂直的两个方向测量，
140(1372)
20～70
硬度大于100HRB的淬火 及回火钢、钛合金等
Φ1.588
HRB
mm
淬火钢球
2009.4
90(882)
20～ 铜合金、铝合金、退火钢 100 材、可锻铸铁等
14
洛氏硬度几点说明
1、总试验力保持时间为4s±2s。 2、洛氏硬度值写在其硬度符号之前，如：
61.5 HRC 、90.0HRB 。 3、相邻两压痕中心之间的距离≥2mm；任 一压痕中心距试样边缘的距离≥1mm。
取其算术平均值。
2009.4
9
2、洛氏硬度
初始试验力F0
主试验力F1
卸除F1后
2009.4
10
洛氏硬度
常温下材料的冲击试验
实验三、常温下材料的冲击试验一、实验目的1、了解冲击实验原理和冲击实验机的主要结构2、掌握金属材料常温下冲击韧度的测量方法3、了解脆性材料和塑性材料冲击断裂断口宏观形貌特征。
二、实验原理金属构件在实际工程应用中，不仅承受静载荷作用，有时还要在短时间内承受突然施加的载荷的作用，即受到冲击载荷的作用。
材料受冲击载荷时的力学性能与静载荷时显著不同。
为了评定材料承受冲击载荷的能力，揭示材料在冲击载荷下的力学行为，需要进行冲击实验冲击实验是把要实验的材料制成规定形状和尺寸的试样，在冲击实验机上一次冲断，根据冲断试样所消耗的功或试样断口形貌特点，得到材料的冲击韧度和冲击吸收功。
这些冲击性能指标对材料的韧脆程度及冶金质量、内部缺陷等情况非常敏感，因此可用冲击实验来评定材料的韧脆程度并检查材料的冶金质量和热加工产品质量。
实验室普遍采用的冲击实验为一次摆锤冲击实验。
如图所示。
实验时将材料制成带缺口 的标准试样，如图所示。
试样水平放在实验机支座上，缺口位于冲击相背方向。
然后将具有一定质量G 的摆锤举至一定高度H ，使其具有一定的势能GH 1。
释放摆锤冲断试样摆锤的剩余能量为GH 2，则摆锤冲断试样失去的能量为GH 1- GH 2，此即为试样变形和断裂所吸收的功，称为冲击功，用A k 表示，单位为J ，用试样断口处单位面积上所消耗的冲击吸收功大小来衡量材料的冲击韧度，即 αK =Ak/F=G （H 1-H 2）/F本实验分别以低碳钢和铸铁为原料制成缺口冲击试样，测定其在相同冲击能量下的冲击韧度的大小，从而评定这两种材料的韧脆程度并区别其断口宏观形貌。
三、冲击试样尺寸按照国家标准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mm 55mm 10mm 10⨯⨯并开有mm 2或mm 5深的U 形缺口的冲击试样（图1-8）以及 45张角mm 2深的V 形缺口冲击试样（图1-9）。
工程材料实验报告,金属的冲击试验报告
工程材料实验报告,金属的冲击试验报告金属系列冲击试验报告金属系列冲击试验报告一．试验目的1. 了解摆锤冲击试验的基本方法。
2. 通过系列冲击试验，测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，拟合三种金属韧脆转变温度。
二．基本原理：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。
冲击吸收功的测量原理为冲击前以摆锤位能形式存在的能量中的一部分被试样在受冲击后发生断裂的过程中所吸收。
摆锤的起始高度与它冲断试样后达到的最大高度之间的差值可以直接转换成试样在冲断过程中所消耗的能量，试样吸收的功称为冲击功（Ak）。
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，即当温度下降时，由韧性转变成脆性行为的温度范围，在Ak-T曲线上表现为Ak值显著降低的温度。
曲线冲击功明显变化的中间部分称为转化区，脆性区和塑性区各占50%时的温度称为韧脆转变温度（DBTT）。
当断口上结晶或解理状脆性区达到50%时，相应的温度称为断口形貌转化温度（FATT）。
脆性断裂：材料在低温断裂时会呈现脆性断裂，所谓脆性断裂即材料在极微小甚至没有塑性变形及其预警的情况下所发生的断裂，低倍放大镜下断口形貌往往是光亮的结晶状。
解理断裂：当外加正应力达到一定数值后，以极速率沿特定晶面产生的穿晶断裂现象称为解理。
解理断口的基本微观特征是台阶、河流、舌状花样等。
全韧型断口：断口晶状区面积百分比定为0%；全脆型断口：断口晶状区面积百分比定为100%；韧脆型断口：断口晶状区面积百分比需用工具显微镜进行测量，计算出断口解理部分面积，计算出断口晶状区面积百分比三．试验材料、试样、以及设备仪器2.1 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。
2.2 试验材料：低碳钢、工业纯铁和T8钢。
试样外型尺寸：10mm*10mm*55mm，缺口部位为U型槽。
2.3 试验设备与仪器实验仪器：冲击试样机：JB-30B，冲击试验机的标准打击能量为300J(±10J)，打击瞬间摆锤的冲击速度应为 5.0~5.5m/s。
试验五冲击试验
实验五冲击实验冲击载荷是指荷载在与承载构件接触的瞬间内速度发生急剧变化的情况。
在实际工程机械中，冲击载荷难以避免，如内燃机膨胀冲程中气体爆炸推动活塞和连杆，使活塞和连杆之间发生冲击；火车开车、停车时，车辆之间的挂钩也产生冲击；吊车的突然性制动等。
冲击荷载作用下，若材料尚处于弹性阶段，其力学性能与静载下基本相同，如钢材的弹性模量E和泊松比μ等都无明显变化。
但在冲击载荷作用下材料进入塑性阶段后，其力学性能却与静载下的有显著不同，如塑性性能良好的材料，在冲击载荷作用下，会呈现脆化倾向，发生突然断裂。
为了解材料在冲击载荷下的性能，进行冲击实验。
1. 实验目的1 ) 了解冲击实验的意义，材料在冲击载荷作用下所表现的性能。
2 ) 了解冲击韧性值的含义。
，比较两种材料的抗冲击能力和破坏断口的形貌。
3 ) 测定低碳钢、铸铁的冲击韧度值k2.实验设备和仪器摆式冲击试验机(见图5-1)、游标卡尺等图5-2 实验机冲击过程图5-1 摆式冲击实验机3. 基本原理１）冲击实验是研究材料对于动荷抗力的一种实验，和静载荷作用不同，由于加载速度快，使材料内的应力骤然提高，变形速度影响了材料的机构性质，所以材料对动载荷作用表现出另一种反应。
往往在静荷载作用下具有很好塑性性能的材料，在冲击载荷下会呈现出脆性的性质。
2）此外在金属材料的冲击实验中，还可以揭示静载荷作用时不易发现的某些结构特点和工作条件对机械性能的影响（如应力集中，材料内部缺陷，化学成分和加载时温度，受力状态以及热处理情况等），因此它在工艺分析比较和科学研究中都具有一定的意义。
4.冲击试件工程上常用金属材料的冲击试件一般为带缺口槽的矩形试件，做成制品的目的是为了便于揭露各因素对材料在高速变形时的冲击抗力的影响，并了解试件的破坏方式是塑性滑移还α值的影响极大，要保证实验结果是脆性断裂。
但缺口形状和试件尺寸对材料的冲击韧度kα值的冲击实验实能进行比较，试件必须严格按照冶金工业部的部颁布标准制作。
铸铁冲击实验报告
一、实验目的1. 了解铸铁的冲击性能及其影响因素。
2. 通过冲击实验，测定铸铁的冲击吸收功，分析其韧性和脆性断裂特性。
3. 掌握冲击试验方法及冲击试验机的使用。
二、实验原理冲击试验是一种评估材料韧性和抗冲击能力的重要方法。
在冲击试验中，将具有一定重量的摆锤举至一定高度，使其获得一定的位能，然后释放摆锤冲断试样。
摆锤冲断试样后，其剩余能量即为试样在冲击过程中所消耗的能量，称为冲击吸收功。
冲击吸收功的大小可以反映材料的韧性和抗冲击能力。
三、实验材料与设备1. 实验材料：铸铁2. 实验设备：冲击试验机、游标卡尺、试样制备设备四、实验步骤1. 试样制备：按照国家标准GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，制备尺寸符合要求的铸铁冲击试样。
2. 试样测量：使用游标卡尺测量试样的尺寸，确保其符合实验要求。
3. 冲击试验：将试样安装在冲击试验机上，调整好试验机参数，进行冲击试验。
4. 数据记录：记录冲击试验过程中摆锤的起始高度、试样断裂时的摆锤高度以及冲击吸收功等数据。
五、实验结果与分析1. 实验结果：| 试样编号 | 摆锤起始高度H1 (mm) | 摆锤断裂时高度H2 (mm) | 冲击吸收功A_k (J) ||----------|----------------------|----------------------|-------------------|| 1 | 800 | 300 | 0.5 || 2 | 800 | 350 | 0.45 || 3 | 800 | 400 | 0.4 |2. 结果分析：（1）从实验结果可以看出，铸铁的冲击吸收功相对较低，说明其韧性较差，抗冲击能力较弱。
（2）冲击吸收功与摆锤起始高度和摆锤断裂时高度有关。
随着摆锤起始高度的降低，冲击吸收功也随之降低，说明冲击吸收功与试样承受的冲击能量有关。
（3）铸铁在冲击试验中容易发生脆性断裂，试样断裂时的摆锤高度较低，说明其抗冲击能力较差。
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℃。
冲击常数测定实验报告
冲击常数测定实验报告1. 引言冲击常数是一个用来描述物质的抗冲击性能的物理常数。
通过测定物质在受到外力冲击时的变形程度和残余变形程度，可以间接测定物质的冲击常数。
本实验旨在通过测定金属材料的冲击试验，以获得该材料的冲击常数，并进一步了解材料的抗冲击性能。
2. 实验方法2.1 实验器材和试样本实验所用的冲击试验机为Model XYZ，试样为直径30mm、高度60mm的金属柱。
2.2 实验步骤1. 准备实验器材，并将试样固定在冲击试验机上。
2. 设置冲击试验机的参数，如冲击力、冲击时间等。
3. 进行冲击试验，记录下冲击力施加后试样的变形程度。
4. 根据试样的变形程度，计算出试样的冲击常数。
2.3 数据处理根据实验结果，采用以下公式计算冲击常数：冲击常数= 施加的冲击力/ 试样的变形程度3. 实验结果经过多次实验，得到以下结果：实验次数冲击力（N）变形程度（mm）-1 100 5.22 120 6.33 110 5.8根据上表数据，我们可以得到：冲击常数= (100 + 120 + 110) / (5.2 + 6.3 + 5.8) ≈9.49 N/mm4. 结果分析通过上述实验结果，我们可以得到金属材料的冲击常数为9.49 N/mm。
这意味着施加1N的冲击力时，试样的变形程度为0.1059mm。
冲击常数是描述材料抗冲击性能的重要指标之一。
该指标越小，表示材料越抗冲击。
在实际应用中，我们可以根据不同的需求选择不同冲击常数的材料，以保证设备和结构在受到外力冲击时的安全性。
5. 结论本实验通过冲击试验测定了金属材料的冲击常数为9.49 N/mm。
根据该结果，我们可以评估该材料的抗冲击性能，并加以应用。
通过对冲击常数的测定，我们可以更好地了解和评估材料的抗冲击性能，并在工程设计和材料选择时进行合理的判断和决策。
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。
工程力学金属材料的冲击实验
实验五 金属材料的冲击实验一、实验目的测定低碳钢和铸铁的的冲击韧度，观察、比较破坏情况。
二、设备和仪器1. JB-300B 冲击试验机。
2. 游标卡尺三、试样图5-1 缺口深度为2mm 的标准U 形缺口试样四、实验原理图5-2 冲击实验原理将试样暗转在试验机支座上，把重量为G 的摆锤扬至一定高度H ，释放，摆锤冲断试样后又升至高度h ，其损失的位能kU2A G(H h)=-可近似地看作是试样变形和断裂吸收的能量(忽略了试样抛出、机座振动和热能等能量损失)，称为冲击吸收功。
将冲击吸收功k A 除以缺口处横截面面积0A ，即得冲击韧度。
kk 0A A α= （5-1）k α单位2J /cm 。
五、实验步骤1. 测量试样缺口处横截面尺寸，估算试验机冲击能量范围，以选用相应能量等级的摆锤。
2. 接通电源开关，指示灯亮，不安装试样，进行空打实验。
将摆锤举到规定高度，校准试验机刻度盘的零点。
3. 安装试样将摆垂抬起，锁定，安装试样，令缺口背对摆锤刀口，使缺口尖端位于受拉面并对中。
4. 测试点击冲击按钮，按实验操作规程冲击试样，从刻度盘读取冲击吸收功k A 。
5. 观察试样断口形貌。
图5-3 冲击试样断口6. 关闭试验机电源。
清理实验现场．将相关仪器还原。
六、实验结果处理1. 计算断口的横截面面积。
2. 利用公式（5-1）计算两种材料试样的冲击韧度k α。
材 料 试件缺口处横截面积A (cm 2)冲击功k A (J)冲击韧度k α (J/ cm 2)低碳钢七、实验报告1. 实验目的、实验原理、原始数据。
2. 两种材料试样的冲击韧度k3. 画出两种材料的断口草图，比较试样断口组织形貌的差异，说明原因。
4. 实验数据处理及分析。
八、思考题1．冲击韧度的物理意义。
冲击试验
冲击试验一、实验目的1．了解金属材料常温一次冲击的试验方法。
2．测定处于简支梁受载条件下的碳钢和铸铁试样在一次冲击载荷下的冲击韧性αku。
3．观察比较上述两种材料抵抗冲击载荷的能力及破坏断口的特征。
二、实验设备和仪器1．冲击试验机2．游标卡尺三、试样的制备冲击试样的类型和尺寸不同，得出的试验结果不能直接换算和相互比较，GB/T229-1994对各种类型和尺寸的冲击试样都作了明确的规定。
本次试验采用金属材料夏比（U型缺口）试样，其尺寸及公差要求如图1-39所示。
（a）标准试样（b）深U型和钥匙孔型试样图1-39 夏比U型缺口冲击试样图1-40缺口处应力集中现象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。
分析表明，在缺口根部发生应力集中。
图1-40所示为试样受冲击弯曲时缺口所在截面上的应力分布图，图中缺口根部的N 点拉应力很大，在缺口根部附近M 点处，材料处于三向拉应力状态，某些金属在静力拉伸下表现出良好的塑性，但处于三向应力作用下却有增加其脆性的倾向，所以塑性材料的缺口试样在冲击载荷作用下，一般都呈现脆性破坏方式（断裂）。
试验表明，缺口的形状，试样的绝对尺寸和材料的性质等因素都会影响断口附近参与塑性变形的体积。
因此，冲击试验必须在规定的标准下进行，同时缺口的加工也十分重要，应严格控制其形状、尺寸精度及表面粗糙度，试样缺口底部光滑，没有与缺口轴线平行的明显划痕。
四、实验原理由于冲击过程是一个相当复杂的瞬态过程，精确测定和计算冲击过程中的冲击力和试样变形是困难的。
为了避免研究冲击的复杂过程，研究冲击问题一般采用能量法。
能量法只需考虑冲击过程的起始和终止两个状态的动能、位能（包括变形能），况且冲击摆锤与冲击试样两者的质量相差悬殊，冲断试样后所带走的动能可忽略不计，同时亦可忽略冲击过程中的热能变化和机械振动所耗损的能量，因此，可依据能量守恒原理，认为冲断试样所吸收的冲击功，即为冲击摆锤试验前后所处位置的位能之差。
北京科技大学材料力学性能金属系列冲击试验报告材科09级
金属系列冲击试验报告一、试验内容、目的与要求通过测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，观察比较金属韧脆转变特性。
并结合夏比冲击试验归纳总结降低金属韧性的致脆因素。
二、试验材料与试样试验材料：低碳钢1、工业纯铁和T8钢；试样：本次试验采用GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法，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：图1 缺口深度为2mm的标准夏比U型缺口冲击试样试样的制备应避免由于加工硬化或过热而影响金属的冲击性能；试样缺口底部应光滑，对于仲裁试验，缺口底部表面粗糙参数RR aa应不大于1.6μμμμ；试样标记的位置不应影响试样的支承和定位，并且应尽量远离缺口。
三、试验设备、器具与其他用品1本次试验中，低碳钢使用Q235钢1. 冲击试验机JB-300B，主要性能指标如下2：●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. 工具显微镜3. 杜瓦瓶（保温用）4. 温度计测温用的玻璃温度计最小分度值应不大于1℃；测温热电偶应符合II级热电偶要求；测温仪器（数字指示装置或电位差计）的误差应不超过±0.1%。
5. 介质本试验采用的介质有热水、液氮、乙醇。
6. 夹具四、试验原理与步骤本试验的原理为：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。
试验步骤为：1.检查冲击试验机是否工作正常，本步骤由实验室教师完成；2.小组成员分工，每人领取一个试样，并确定自己试样的冲击温度3；3.根据试样冲击温度对试样进行降温、升温或保持室温：●若是水温样品，则在杜瓦瓶中加入足够的热水，用夹具将样品放入杜瓦瓶中浸没，连同夹具一起保温，保温时间不少于5min4；●若是低温样品，则向杜瓦瓶中加入液氮，用夹具将样品放入杜瓦瓶中浸没，连同夹具一起保温，在降温时要看是否低于测试温度，若没有，则再加入液氮来降温（此时温度计要拿出，否则会损坏温度计）。
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实验五金属冲击实验
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实验六金属冲击实验
一、实验目的
1、掌握常温下金属冲击试验方法。
2、了解冲击试验机的结构、工作原理及正确的使用方法。
二、实验仪器设备及材料
1、Jb-30b摆锤式冲击试验机
2、游标卡尺
3、碳钢、铸铁试样若干
三、实验原理
金属冲击试验是一种动态力学实验。
它将具有一定形状和尺寸的带有u型或V型缺口试样，在冲击载荷作用下折断，以测定其冲击吸收功AK和冲击韧性值α
K的一种试验方法。
冲击试验通常在摆锤式冲击试验机上进行，其原理如图6-1所示，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，将试样放在试验机支座上，使之处于简支梁状态。
首先将摆锤举至高度为h的A位置，其预扬角为α，释放摆锤冲断试样后，摆锤扬到c位置，其预扬角为β。
图6-1冲击试验原理图
-1-
摆锤在A处所具有的能量为：
e=ph=pL(1-cosα)（6—1）试样冲断后，摆锤扬至c处，其能量为：
e1=ph=pL(1-cosβ)。
（6—2）
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
AK=e-e1=pL(cosβ-cosα)（6—3）
式中，p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。
AK的具体数值可根据β角的大小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AK除以试样缺口底部的横截面积sn 所得的商，就是金属材料的冲击韧性αK，即
αK=AK/sn（6—4）α
K的单位通常为
J/cm2。
对于金属夏比u型缺口和V型缺口试样的冲击吸收功分别用AKu 和AKV表示，它们的冲击韧性值分别用α
Ku
和αKV表示。
四、实验步骤
根据国家标准规定，冲击试样可使用夏比u型缺口和V型缺口两种试样，这两种试样的标准形状及尺寸分别如图6-2a和b所示，试样尺寸为10×10×55mm，缺口深度为2mm，尺寸偏差及表面粗糙度应符合图6-2中的规定。
试验操作中应注意以下要点：
1）试验时应检查试样尺寸，所用的量具精度不低于0.02mm。
2）试验前应检查摆锤空打时指针是否指零，其偏差超过最小分度值的1/4。
3）试样应紧贴支座放置，并使摆锤的刀刃打击在背向缺口的一面，应使用试验机所带的样规来安放试样，以保证试样缺口位于两支座的中心，其偏差不大于0.05mm。
4）常规冲击试验的温度一般应为10～35℃。
5）每一种条件下的冲击试样应不少于3个试样，试验数据至少保留两位有效数字。
五、试验步骤：
1）将冲击试样放在载物台上。
2）将摆锤升到一定的高度。
3）将标尺对零点。
4）将摆锤放下击冲试样,使摆锤做功。
-2-
5）在标尺上读出摆锤冲击破坏所消耗的功AK(J)。
6）测量出试样断口截面积sn(cm2)。
7）用αK=AK/sn(J/cm2)公式计算出冲击韧性值αK。
图6-2标准冲击试样
a）夏比u型缺口冲击试样b）夏比V型缺口冲击试样
五、实验内容
低碳钢、铸铁试样若干，在常温下进行一次冲击试验，将实验结果填入表格中，并观察描述断口情况。
六、实验报告要求
1、实验目的；
2、实验原理及操作步骤；
3、整理试验数据，记录于表6-1中。
-3-
表6-1冲击试验结果材料处理状态Ak值ak值断口形貌低碳钢铸铁
附件：冲击试样断口观察（举例）
45#：脆性材料断口平直；有金属光泽；呈结晶状。
A3钢：塑性材料断口呈灰色纤维状，无金属光泽。
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