冲击韧性试验
- 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)。
冲击韧性测定试验
实验学时实验分组实验性质实验要求所属课程2h 班人数/4 综合性必做材料性能学
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
3.了解脆性和韧性材料断口的形貌特征及断裂机理。
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,在电镜下观察断口形貌,并进行比较。
三﹑实验设备
1.冲击试验机
2.游标卡尺
(a)(b)
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1-1(a)的支座处即图1-3的B处,将摆锤从B的位置(仰角为0)举至高度为H的A处(摆锤仰角150°),如图1-3示,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。
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,输入液晶控制器。
2.根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤型号。
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。
5.记录显示屏上所示的冲击功A KU值及冲击韧性值,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/cm 2
)
(1-4)
式中,A KU 为U 型缺口试样的冲击吸收功(J); S 0为试样缺口处断面面积(cm 2)。
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。根据电镜观察的断口形貌特征,分析两种材料的断裂机制。
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?
2. 冲击试样为什么要开缺口?